機器人/設計基礎/基礎程式設計
如今使用可程式設計元件變得很容易。在早期，你必須用匯編語言編寫程式碼，將其燒錄到EPROM中，將EPROM插入其插座，並希望你沒有犯任何錯誤。因為如果你犯了錯誤，你必須在數百行神秘的彙編程式碼中查詢錯誤，並且必須使用一個新的EPROM。如今你有了可以在電路中重新程式設計的快閃記憶體。你有了C和Basic編譯器來編寫你的程式碼。大多數微控制器在晶片上集成了大量硬體（UART、看門狗、即時時鐘、RAM、ROM、EEPROM等），並且有針對不同程式語言的庫可用，這使得編碼LC顯示屏或伺服電機變得非常容易。更不用說你還有模擬器（一種插入微控制器插座的特殊聯結器，允許PC模擬微控制器）和模擬器（在PC上模擬微控制器並允許執行其程式碼）來查詢錯誤。
一個很好的入門微控制器是Atmel AVR ATtiny2313（以前：AT90S2313）或ATMEGA8535（以前：AT90S8535）（Atmel）。它便宜，在晶片上擁有所有基本功能，並且有大量專門的網站。8535更貴，但記憶體更大，並且有一個片上ADC。AVR結合Bascom-AVR幾乎是開始使用微控制器的最簡單方法。
有關詳細資訊，請參閱嵌入式系統/Atmel AVR。
有關其他流行的微控制器，請參閱機器人/計算機控制/介面/微控制器。
有關一種AVR開發方法，請參閱通用工程介紹/Arduino和電機/Arduino介紹。
在控制機器人方面，PC比微控制器具有許多優勢。但是它有兩個缺點，使它幾乎不可能用於小型機器人專案
- 首先：它又大又重。
- 其次：現代PC消耗大量電力。
這意味著PC僅限於繫留或大型機器人。如果電力不是問題，PC提供了大量的RAM和硬碟空間以及充足的CPU效能。加上一個非常方便的使用者介面。此外，網路功能對於某些應用也可能非常有用。為你的機器人提供無線連線（紅外、無線電、WiFi、藍牙等）以及PC上的類似介面，可以將線纜問題減少到有限距離（或在紅外的情況下為視線）問題。
如果你打算在你的專案中使用PC，你可能希望使用Linux發行版作為作業系統，因為它允許輕鬆訪問計算機的任何部分。另一個作業系統選擇是較舊的MS-DOS，儘管MS-DOS缺乏多執行緒（但這些可以在你的軟體中新增）並且具有糟糕的記憶體管理（還記得640Kb限制嗎？）。
筆記型電腦只有尺寸不利。筆記型電腦提供了PC的優勢，而沒有巨大的功耗。筆記型電腦的缺點是電池續航時間有限。電池續航時間有限。html
PDA（Personal Digital Assistant）只不過是手持式PC（Personal Computer）。大多數情況下，這些裝置使用縮小的RISC（Reduced Instruction Set Chip）處理器，以實現快速的執行時間，並且還使裝置保持比普通筆記型電腦更小巧輕便。一些PDA甚至內建GPS，這使得它對於戶外機器人應用非常有趣。缺點是價格。PDA可用於娛樂，但也可以作為出色的商業工具，尤其是在配備手寫筆的情況下。
Gameboy（經典、高階、彩色和DS）可以成為非常強大的裝置。這些已被用於許多專案（請參閱Google）。唯一的缺點是構建充當聯結器的特殊PCB。
Gameboy Advance也是一個出色的機器人平臺。有一些完整的開源開發套件可用（基於GCC的C/C++加上ARM彙編）。還有一個不錯的套件（Charmed Labs）可用於連線樂高機器人電機/感測器，並提供比樂高RCX更多的控制。該套件擁有4MB快閃記憶體和幾百KB RAM，潛力巨大。但是，該套件並不真正適合完全初學者，因為設定GNU工具可能非常複雜，儘管開發環境因此非常豐富。
有關編寫Game Boy Advance軟體的技巧，請參閱GBA開發。
可程式設計邏輯控制器（PLC）是專用的工業計算機，旨在易於與電路介面。大多數PLC是可擴充套件的，但也有一些緊湊的“一體化”解決方案。它們具有出色的位操作功能，以及用於多種特殊訊號的附加卡，如高速計數器、模擬I/O、網路和現場匯流排（RS-232、RS422、RS-485、乙太網、DeviceNet、Profibus等）、脈衝輸出、伺服控制等。越來越多的特殊輸入包含在PLC CPU單元中。PLC傳統上用於控制自動化工廠，每個PLC可能控制多臺機器。它們通常使用專用程式語言，最常見的是梯形圖或SFC。
PLC的大小從大約5x5x5釐米不等（也有一種PLC IC可用，但出於本書的目的，我們選擇忽略這一事實）。最小的PLC功能非常有限，只有幾個I/O和非常有限的記憶體，以及在資料處理和計算方面非常有限的指令集。如果你有豐富的電氣系統經驗，但對設計和焊接PCB以及程式設計計算機感到畏懼（即，你是電工），那麼PLC尤其適合你。它們在具有許多專用感測器和輸出的非常大型系統中也表現出色，因為通常會有製造商提供的標準解決方案可用。
PLC的缺點是價格——它們可能相當昂貴，通常至少比微控制器高一個數量級。它們也比微控制器消耗更多電流，但比計算機少。另一方面，與計算機相比，它們的計算能力較弱。它們不適合進行繁重的訊號處理工作。
PLC最適合大型機器人，但也適用於中型專案。
通常會同時使用電腦/筆記型電腦/PDA和（一個或多個）微控制器，因為這兩種裝置可以互補各自的侷限性。例如，電腦/筆記型電腦/PDA具有大容量記憶體和強大的處理能力的優勢，但缺乏在機器人領域非常實用的特定輸出，比如PWM。微控制器通常具有獨立於微控制器其餘部分執行的PWM通道，但其處理速度和記憶體有限。
將這兩種裝置連線起來可以獲得兩全其美的好處。
此頁面討論了一些可用的程式語言，並提供了下載這些語言編譯器的連結。
語言的選擇取決於以下幾點
- 之前的經驗。如果您已經熟悉某種特定的程式語言，您可能希望使用該語言來程式設計您的機器人。
- 您打算投入多少時間和精力。並非每種語言都同樣易於使用。語言的大部分複雜性來自於允許更多底層訪問。基本上，語言賦予使用者越多的控制權，使用起來就越困難，但也越強大。理論上，組合語言允許程式設計師編寫速度最快、程式碼最小的程式。然而，這僅適用於經驗豐富的程式設計師。現代編譯器可以生成接近手工編寫的彙編程式碼的程式碼。在大多數情況下，使用匯編語言會不必要地使程式複雜化，除非在C或Basic程式中使用內聯彙編。通常，這些程式碼只有幾行，直接與記憶體互動，或者必須在已知的時間內執行。對於大多數（如果不是全部）專案，Basic或C等語言就足夠了。只有當您打算將微控制器或PC推至其效能極限時，才值得花費精力編寫彙編程式碼。
- 您的目標。如果您想要一個簡單的機器人，根本不需要彙編程式碼。使用現代微控制器，您可以輕鬆編寫粗略的Basic程式碼，並仍然擁有足夠的速度和記憶體。如果您打算構建一個具有幾十個感測器、影像識別和語音識別功能的尖端機器人，您將需要編寫完美的程式碼，並且需要為某些元件使用匯編語言才能獲得足夠的速度，並能夠將程式碼放入微控制器有限的記憶體中。大多數專案都介於這兩個極端之間，編寫良好的Basic或C程式碼綽綽有餘。瞭解（一些）組合語言非常有用，因為它可以幫助您瞭解處理器的運作方式。這些見解使您成為一名更好的程式設計師。
- 可用性。並非所有語言都適用於所有微控制器。Urbi是開源的，C和Basic以及Forth很常見，通常作為免費軟體提供，其他語言可能以商業方式提供，或者根本不可用。
本節並非旨在教授程式設計基礎知識，而僅涉及大多數程式設計教程和初學者書籍中未涉及的要點。
- 風格。“風格”是指您如何縮排程式碼行，以及如何選擇變數和函式名稱。選擇一種風格並在整個程式中堅持使用它。特別是對於函式和變數，您應該確定何時使用大寫字母、下劃線以及何時將單詞連線在一起。在所有地方都這樣做可以更容易地避免拼寫錯誤。
- 使用有意義的名稱。函式、過程和變數應該具有有意義的名稱。它們的用途應該很清楚。
- 編碼前進行計劃。在軟體開發中，在編碼之前有兩個重要的步驟：需求分析和軟體架構。第一步是確定程式預期執行的操作、預期輸入、應生成的輸出以及其環境的限制是什麼。後者涉及確定程式的結構方式、使用哪些資料型別、使用哪些演算法、輸入如何進入程式以及如何確保其有效性以及如何格式化輸出。使用這些步驟的簡化版本將使編寫體面的程式變得容易得多。如果您打算構建一個更復雜的機器人，您將需要投入更多時間來規劃您的軟體。首先寫下所有軟體需求。然後選擇一些最關鍵的需求並對其進行細化。首先實現這些需求。在完成這些需求後（包括對其進行徹底測試），選擇一組新的需求並對其進行細化和實現。透過分步進行，您可以避免一開始就必須寫下所有內容（並做出許多假設），並能夠利用透過編碼部分內容獲得的見解。
- 使用PDL（程式開發語言）PDL是一種編寫函式的方法。它涉及用簡單的英語寫下函式的各個步驟，而不涉及特定於語言的內容，然後將這些步驟細化為更小的步驟，直到編寫程式碼比進一步拆分步驟更容易。之後將PDL行保留為註釋。
- 模擬和除錯學習使用模擬器。在模擬器中查詢錯誤比在硬體中更容易。還要學習使用偵錯程式。它是您查詢錯誤的最佳幫手。
- 如果您的軟體在PC上執行，日誌檔案可能很有用。但是要謹慎選擇軟體記錄的內容。如果您打算長時間執行軟體，這些日誌檔案可能會變得非常龐大。如果您想記錄一段時間內的感測器資料，請注意，可以透過在資料之間新增空格以分隔列，並在換行符之間新增換行符以分隔行，將這些資料匯入Excel。參見 w:逗號分隔值。
- Khepera III 工具箱：一本華夏公益教科書，其中包含有關如何程式設計特定機器人的詳細資訊
- Urbiforge：一個提供Urbiscript程式設計教程的網站