我们为什么行走的时候不会撞墙？你可能会笑作者好傻，撞墙不就成傻子了吗。执拗的作者还会再问，为什么呢？因为眼睛看到墙后就把这个信息传递到大脑皮层，大脑处理眼睛传来的信息后判定“前方有墙”，控制双腿停止前进。如果是机器人呢，它靠什么才能不会撞到墙壁或障碍物。一般机器人会通过测距传感器感知距离信息并传递给控制器，控制器处理后判定“前方n米处有障碍物”，发出指令控制电机停止转动。控制器是机器人的最核心的部件之一，它对机器人的性能起着决定性作用。控制器对于机器人的意义就如大脑对于人类一样。看如下几个对应关系：人类——对应——机器人眼睛——摄像头大脑——控制器双腿——移动底盘在开始本文学习之前，请大家思考以下两个问题：1、你觉得机器人的“大脑”应该具有哪些功能？2、你见过生活中哪些设备用到了控制器？

01控制器是什么

机器人控制器：根据指令以及传感信息，控制机器人完成一定动作或作业任务的装置，可以是一块电路板，一个封装好的控制盒或是一个具有操作系统的计算机。比如：RoboMasterS1机器人，它的运动控制器是一个封合的控制盒，控制盒表层外露着多个插线口；而拆开外壳后则会发现里面是一块集成了多种功能的电路板。

02微控制器是什么

微控制器，是控制器最核心的部分。1、什么是微控制器以RoboMasterS1机器人的“运动控制器”为例，微控制器即MicrocontrollerUnit（简称：MCU），是将计算机的许多功能集成在一个芯片上的单片微型计算机，在国内也称“单片机”，它通常是一块体积很小的芯片。2、发展及典型产品微控制器诞生于20世纪70年代中期，经过多年发展，其成本越来越低，而性能却越来越强大——信息处理、计算、存储、通讯等功能全都有。国际著名的半导体公司，比如英特尔（Intel）、德州仪器（TI）、意法半导体（ST）、NXP公司等都是生产过大量的微控制器。51单片机是应用最为广泛的8位单片机，也是初学者最容易上手的单片机。最早由英特尔推出，作文一代“经典”，它为以后的其他单片机发展奠定了基础。MSP系列单片机是德州仪器年开始推向市场的一种16位超低功率的混合信号处理器，其最大的特点是低功耗、运算速度快、使用灵活、指令少、容易上手等特点。STM32系列单片机是由意法半导体公司推出的32位单片机，性价比高，应用广泛。3、MCU特点微控制器现在被广泛应用在工业控制、计算机网络和各类消费电子产品中。像生活中常见的自动洗衣机、冰箱、空调、电话、游戏设备、智能玩具中都用到了各种各样的微控制器。其实这都得益于MCU体积小、功耗低、成本低、简单易用、处理性能强等特点。灵活性：MCU上集成的各种模块，令开发者能够灵活地使用MCU实现多种功能。易用性：MCU配套有丰富的例程和库函数供使用者参考调用，这使得对MCU的开发更容易。成本低：MCU可以重复下载不同的程序，这大大降低了控制系统的开发成本。4、芯片内资源MCU由多个模块组成，包含了电源管理模块、数据处理单元、通用输入输出（GPIO）、脉冲宽度调制（PWM）、通信模块、存储单元等。这些“单元”或“模块”是集成在芯片内部的电子电路，开发者可以通过软件去配置、调用这些功能，故称为“芯片内资源”，所以别看MCU只有指甲大小，它可是完美诠释了什么叫“麻雀虽小，五脏俱全”。

03控制器有什么用

就像人的大脑一样，协调身体各部分正常运行。控制器的主要功能是汇总机器人传感器的信息或外界的命令，并对输入的信息进行处理分析，最后根据处理结构控制执行器完成任务。作为“决策机构”，控制器担任着协调和指挥整个机器人系统的角色，就像乐队里的指挥，军队里的司令。

04控制器的工作流程

比如：控制器控制机器人底盘运动。控制器：1）收到指令后，根据指令进行速度解算并将转速信号发送给各个麦轮的电机；2）接收到电机反馈的转速和位置信息后根据反馈调整指令。电机：1）开始按照控制器的要求进行相应的转向和运动；2）电机里面的传感器实时地反馈电机目前的转速和信息位置。也就是说，控制器的工作过程分为3个环节：1）收集传感器发来的信息或外界的命令——“输入”2）对输入的信息进行指令解释、数据运算、处理分析——“处理”3）根据分析结果发布行动指令，控制执行器完成任务——“输出”从（1）和（2）来说，控制器是所有输入信号的处理单元。从（2）和（3）来说，控制器又是所有行动指令的发起单元。小案例：垃圾回收尝试分析在垃圾回收过程中，机器人控制器如何发挥“指挥”作用？

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