如何高效学习嵌入式单片机电机控制，以应对面试官的提问？

嵌入式单片机"电机控制"要怎么学，才能和面试官对线？

特色、薪资更高的岗位、发展更好。

招聘岗位需求

下面将从招聘网站上，根据不同的工作经验要求，采集样本，最后总结出具体的岗位需求

1.岗位需求概括

经验不限

1-3年

3-5年

5-10年

2.岗位需求总结

基本要求：

本科及以上学历，电力电子与电力拖动、电气与电子工程、自动化、机械电子等专业

● 熟悉电机驱动技术，包括位置环、速度环、电流环闭环开发测试；

● 熟悉永磁同步电机、伺服电机的工作原理；

● 熟练掌握MOS管工作原理、失效模式，了解IGBT，IPM等功率器件原理；

● 精通电机控制原理，熟悉FOC控制策略、SVPWM、PID算法、弱磁控制、振动抑制、滤波器设计、电机参数观测等，具有电机控制软件编写和调试经验；

● 精通Matlab/Simulink仿真工具，擅长电机建模及控制算法仿真；

● 熟悉DSP或ARM平台，精通C语言或者C++，精通各类电驱相关外设的使用（如Timer、UART、SPI、I2C、DMA等）；

● 熟悉电磁兼容设计，有EMC/EMI测试或整改经验；

● 熟悉直流无刷电机及永磁同步电机的控制原理；

● 熟悉TI2000系列DSP芯片优先；

进阶要求：

● 至少熟练掌握一款电机预驱动芯片，并具有丰富的使用、调试的经验。

● 熟练掌握SVPWM、FOC、电机三环控制等技能。

● 熟练进行单片机编程调试，具有较好的原理图分析能力和PCB设计软件基本操作；

● 精通无感/有感FOC、无感/有感BLDC电机控制算法、SRM电机控制算法、伺服电机、变频器控制算法。

● 掌握PID控制，并有一定的PI参数调节经验。

● 熟悉自适应控制、鲁棒控制等常见控制设计方法。

● 熟悉DSP、单片机、FPGA、CPLD等相关电路设计。

● 精通C、C++，有丰富的嵌入式系统开发和调试经验。

● 熟悉32位MCU或DSP开发且有相关电机控制项目经验。

● 有驱动器、变频器、逆变器、MOSFET和IGBT相关工程经验者优先。

二、发展路径

下列路径没有绝对的区分。

基础知识学习阶段

● 理论根基：深入学习电机学、自动控制原理、现代控制理论等核心理论，这些是理解电机控制机制的基础。

● 嵌入式技术：掌握DSP或基于ARM架构的微处理器的编程，熟悉嵌入式系统开发，包括操作系统、硬件接口编程等。

● 仿真与建模：利用工具如MATLAB/Simulink建立电机控制模型，通过仿真来加深对控制算法的理解和优化。

技能深化与实践阶段

● 电机控制算法：深入研究FOC（磁场定向控制）等高级控制算法，以及电流环、速度环和位置环的设计与优化。

● 参数辨识与调谐：学习电机参数的在线辨识技术，以及自动调谐算法，提高系统的适应性和鲁棒性。

● 硬件调试与集成：结合实际硬件进行调试，提升解决硬件与软件集成问题的能力，包括电流环的脉动减小、抗干扰设计等。

三、职业前景

● 高薪潜力：电机控制领域，尤其是结合嵌入式技术的专家其薪资水平普遍较高。

● 行业需求增长：电机控制技术广泛应用于电动汽车、无人机、机器人、工业自动化、家电等多个领域。

● 技术深度与广度：电机控制不仅仅是嵌入式编程，它融合了电力电子、控制理论、微电子技术等多学科知识，这要求从业者具备深厚的技术底蕴。

● 技术挑战与创新：随着技术的进步，如更高效的电机设计、更智能的控制算法，电机控制工程师面临着不断的技术挑战和创新机会，这为职业发展提供了持续的动力。

● 职业成长路径：从初级工程师到高级工程师，再到技术专家或项目管理，电机控制领域的专业人士有清晰的职业晋升路径。

● 跨领域融合：电机控制与人工智能、物联网等新兴技术的结合，为该领域带来了新的活力。

● 持续学习与适应性：虽然电机控制领域入门门槛相对较高，但随着技术的更新，持续学习成为必要。

四、学习资源分享

电机控制类视频教程和项目资源

基础理论：

● 电机控制原理入门：直流电机、步进电机、BLDC、PMSM的区别与应用场景。

● FOC算法详解：从理论到实践，手把手教你怎么实现磁场定向控制。

● PID控制入门：如何调参，如何应用到电机控制中。

【参考案例】

（我们之前合作过的一位up的视频教程，或许可以把教程买来转载）

P5-PMSM开环FOC控制工程的建立_哔哩哔哩_bilibili

基础学习

C语言基础

学习内容：

1）基本语法：数据类型、运算符、控制结构、函数、数组、指针、结构体等基本概念

2）学完基础知识可以做一些小游戏项目，比如五子棋、贪吃蛇这些

学习资源：

① 视频：

浙江大学翁凯老师的《C语言程序设计》

浙江大学翁恺教你C语言程序设计！C语言基础入门！_哔哩哔哩_bilibili

郝斌老师的C语言课程也不错，但视频画质和授课软件比较落后，这里就不推荐了，大家感兴趣可以看看，B站上有个最新修复版的

② 书籍：

入门书籍：《C Primer Plus》和《C语言程序设计》

虽然我这里说是入门书籍，但是对计算机一窍不通的小白还是不友好，比较适合有编程基础的读者。可以学完上面的视频教程有一些C语言基础后再来读，收获会很大。两者难度差不多，可以任选其一

进阶书籍：《C专家编程》介绍了大多数C语言的坑，精髓很多；《C陷阱与缺陷》阐述了很多容易让人误解的语法细节，重在帮助C程序员绕过编程过程中的陷阱和障碍；《C和指针》指针是C语言的重难点，所以一本专门讲指针的书还是非常需要的。但其实这本书也讲了很多指针外的内容，这些内容稍微有点多余了。

单片机

毫无电路基础的小白选手推荐先买开发板进行学习；有一定数电模电基础的，可以考虑最小系统板+面包板+外设电路组合学习

① C51

有基础的建议直接跳过，学习STM32。

零基础小白、转行等人员建议从8位的51单片机开始学，因为学起来简单，学的过程会相对轻松和有成就感，对于零基础的人群其实稳住学习心态是最重要的

具体学习内容直接看下面的视频，不多说了，51单片机自学就可以了。

学习资源：

郭天祥老师的《十天学会51单片机》

10天学会51单片机—郭天祥_哔哩哔哩_bilibili

江科大的《C51单片机入门教程》

51单片机入门教程-2020版 程序全程纯手打 从零开始入门_哔哩哔哩_bilibili

PCB软件使用

学习内容：

● 熟悉至少一种PCB设计软件的使用：Cadence Allegro、Altium Designer（AD）、Pads、Protel等。

● 学习原理图设计：元件库的选择、原理图布置、连接及调试。

● 元件封装与库管理：如何根据原理图选择适合的元件封装

● PCB设计具体流程：布局布线、普通、DRC与丝印、光绘文件、制版、BOM、贴片、调试测试等

● PCB生产文件输出和整理：Gerber文件、装配图、BOM表

● 了解PCB各层的作用：信号层、电源层、地层等

● PCB布局布线规则和技巧

● 学习常见的PCB板类型：单面板、双面板、多层板等。

● 了解PCB的设计规范与标准

● 封装基础：不同封装形式，如DIP、SMD、BGA等；元器件封装编号原则等

学习资源：

视频：

1.学习PCB设计前的知识扫盲，新手向

https://www.bilibili.com/video/BV1GU4y1N7Z6/

2.PCB设计零基础入门课程

https://www.bilibili.com/video/BV1fM411Z7cW/

3. PCB布局布线理论操作，小白系统课程

24.功能扩展和PCB的导入_哔哩哔哩_bilibili

4.基于Cadence 16.6的Allegro入门教程

https://www.bilibili.com/video/BV1pc2NYrErn/

5.Altium Dersigner 入门到精通教程

https://www.bilibili.com/video/BV16t411N7RD/

6.原理图与封装&PCB Layout

https://www.bilibili.com/video/av49043499/

7.PCB设计具体流程，小白入门系统课程

32.铺铜_哔哩哔哩_bilibili

8.PCB评审和修改建议

https://www.bilibili.com/video/BV1wQ4y1H75a/

文字：

1.PCB封装大全

https://blog.csdn.net/olinxi1234567/article/details/38927931

2. PCB工艺设计规范

https://www.elecfans.com/uploads/baidu/20150209/1423463854351063.pdf

3.PCB设计之安规规范

PCB设计之安规规范-CSDN博客

4.PCB生产文件的输出和整理

Altium Designer 20 进行PCB生产文件的输出和整理（Gerber）_ad 导gerber 底层需不需要镜像-CSDN博客

网站：

1.元件封装搜索：

ALLDATASHEET.COM – Electronic Parts Datasheet Search

2.IPC标准官网

IPC International, Inc.

3.PCB制造的IPC组装标准指南

印刷电路板的 IPC 标准 | 线路板制造

PID控制

学习内容：

● 学习PID的数学表达式，理解误差信号如何通过P、I、D环节转换为控制信号。

● 掌握微分方程和传递函数描述的PID控制规律。

● 使用MATLAB的PID工具箱进行系统仿真，观察不同参数下的系统响应。

● 学习PID Tuner，进行参数自动调整。

● 学习如何在数字系统（如单片机、PLC）中实现PID算法。

● 编写C/C++代码，理解离散化过程，如前向欧拉法、梯形法等。

学习资源：

文章：

1、一文教你彻底搞懂PID控制原理

一文教你彻底搞懂PID控制原理 – 攻城大狮哥的文章 – 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/708691275

2、串讲：控制理论：PID控制（经典控制理论）

串讲：控制理论：PID控制（经典控制理论） – 侧颜小马哥的文章 – 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/147800110

视频：

1、从不懂到会用！PID从理论到实践~

【从不懂到会用！PID从理论到实践~】

从不懂到会用！PID从理论到实践~_哔哩哔哩_bilibili

2、      PID入门教程-电机控制 倒立摆 持续更新中

【PID入门教程-电机控制 倒立摆 持续更新中】

PID入门教程-电机控制 倒立摆 全程手把手打代码调试_哔哩哔哩_bilibili

3、      单片机PID项目【最适合学习PID的项目】

【单片机PID项目【最适合学习PID的项目】】

单片机PID项目【最适合学习PID的项目】_哔哩哔哩_bilibili

FOC控制

学习内容：

● 理解直流无刷电机（BLDC）的工作原理，包括左手定则、右手定则和右手螺旋定则，用于判断电磁力和电流方向。

● 坐标变换（如αβ到dq变换）的知识，这是FOC算法中处理电机电流的关键。

● 对于有感FOC，了解霍尔传感器或编码器的工作原理；对于无感FOC，理解观测器算法。

● 理解FOC驱动器的硬件设计，包括功率级和控制电路。

学习资源：

文章：

1.FOC?看这篇文章就够了-知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/364247816

2.FOC控制小结1-正点原子  – 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/1515931791

视频

1.手把手教写FOC算法

【【手把手教写FOC算法】1_起源，无刷电机概念与控制原理】

【手把手教写FOC算法】1_起源，无刷电机概念与控制原理_哔哩哔哩_bilibili

2.FOC基础与实战培训教程

【FOC基础与实战培训教程】

FOC基础与实战培训教程_哔哩哔哩_bilibili

Matlab/Simulink仿真工具

学习内容：

● 了解MATLAB的工作界面，包括命令窗口、工作区、编辑器等。

● 学习变量定义、数据类型（如数值、字符串、cell数组）、基本运算符和控制结构（if语句、循环如for和while）。

● 编写和调用自定义函数，理解脚本文件与函数文件的区别。

● 矩阵是MATLAB的核心，学习矩阵的创建、索引、运算。

● 掌握绘制2D和3D图形，包括线图、柱状图、散点图等。

● 确保MATLAB安装包含Simulink组件。

● 学习Simulink的图形界面，包括模型编辑器、库浏览器等。

● 了解基本概念，模型、块图、信号流、仿真时间、求解器等

● 从简单的系统开始，如弹簧-阻尼系统，使用基本的Simulink块。

学习资源：

文章：

1、Matlab中Simulink小白入门初学教程

Matlab中Simulink小白入门初学教程 – 电小真的文章 – 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/641194173

2、零基础入门Matlab（一篇两个小时就能学完的入门博客）

零基础入门Matlab（一篇两个小时就能学完的入门博客） – 大鹏的未来画室的文章 – 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/633349289

3、请问matlab应该怎样学习，目前一窍不通？

请问matlab应该怎样学习，目前一窍不通? – 程序猿老王的回答 – 知乎

https://www.zhihu.com/question/649911927/answer/3442471443

视频：

1、0基础直接带你上手matlab simulink仿真

【0基础直接带你上手matlab simulink仿真（不是标题党，讲解超级细致用心）（非线性系统自适应控制器的搭建）】

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2、Matlab simulink建模与仿真视频教程

【Matlab simulink建模与仿真视频教程】

Matlab simulink建模与仿真视频教程_哔哩哔哩_bilibili

DSP学习

学习内容：

● 理解傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等基本概念，以及滤波器设计原理（如FIR和IIR滤波器）。

● 深入学习信号处理算法，包括信号的采样、量化、编码，以及信号的增强、压缩、去噪等。

● 了解DSP芯片的基本架构，如哈佛结构、改进的哈佛结构，以及特定的DSP系列（如TI的C5000、C6000系列或C2000系列）的特性。

● 以TI的DSP为例，学习其CPU内部结构，包括算术逻辑单元（ALU）、累加器、乘加单元、存储单元等。

学习资源：

文章

1、五篇文章帮你开启DSP的学习思路

五篇文章帮你开启DSP的学习思路 – 电子星球的文章 – 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/626615404

2、一文看懂DSP

一文看懂DSP – 李清龙的文章 – 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/347302030

视频：

1、DSP自学视频（顾老师） 从入门到编写（C2000）

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2、【DSP 28335入门至精通】手把手教程

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项目推荐：

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4、【电机控制系统硬件设计培训教程】 

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6、【搞自动化设备不能少了步进电机，该如何控制步进电机？】

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7、【开源-两种方式实现STM32控制步进电机：GPIO方式和PWM方式】

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面经

1、电机控制打工仔两年工作经验分享

电机控制打工仔两年工作经验分享 – MagicQi的文章 – 知乎https://zhuanlan.zhihu.com/p/367462218

     2、电机控制四年工作经验分享 – MagicQi的文章 – 知乎https://zhuanlan.zhihu.com/p/639046900

     3、电机控制算法工程师应届生两年工作经验分享 – 析木的文章 – 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/692878752

最后推荐一下我们的校招学习路线，适合应届生参加校招来参考：【很全面！】嵌入式STM32细分岗位21个项目面试题等 嵌入式开发/Linux/STM32/校招/就业/江协科技/韦东山/单片机/FreeRTOS_哔哩哔哩_bilibili

STM32单片机校招，要学到什么程度，才可以跟面试官对线？

作者：嵌入式自学-领绿学长