学习机电比赛编程需要掌握以下关键步骤和知识：
机电基础知识
机械原理：包括力学、运动学和动力学等。
电路基础：涉及电流、电压和电阻等概念。
自动控制：理解PID控制、状态空间方法和模糊控制等基本算法。
编程基础知识
编程语言：熟悉至少一种编程语言，如C/C++、Python等。
编程概念：掌握变量、循环、条件判断和函数等基本概念。
算法和数据结构：了解基本的算法和数据结构，如排序、查找、图算法等。
传感器和执行器
传感器：学习光电传感器、温度传感器、压力传感器等的工作原理和接口方式。
执行器：了解电机、继电器等的工作原理和使用方法。
实践经验
实际项目：参与机电相关的实际项目，如机器人控制、智能家居、自动化控制等，通过实际操作提升编程能力。
问题解决：通过实际项目中的问题解决，加深对机电编程的理解。
嵌入式系统开发
嵌入式处理器：了解嵌入式处理器的基本原理和使用方法。
嵌入式软件：学习编写嵌入式软件的技能。
嵌入式系统设计：掌握嵌入式系统的设计方法。
控制理论
控制系统建模：了解控制系统的建模方法。
控制系统仿真：掌握控制系统的仿真工具和方法。
编程工具和环境
编程环境：熟悉常用的编程环境和开发工具，如IDE（集成开发环境）。
调试技巧：掌握基本的程序调试技巧，如断点调试、日志记录等。
算法优化
复杂算法设计：学习并设计适用于机电系统的复杂算法。
性能优化：掌握提高程序性能的方法，如代码优化、算法优化等。
团队合作与沟通
团队协作：在团队项目中学会与他人合作，共同解决问题。
沟通技巧：提高与团队成员和导师的沟通效率，促进项目进展。
通过以上步骤的学习和实践，可以逐步掌握机电比赛编程所需的知识和技能。建议从基础知识入手，逐步深入到实际项目，通过不断的实践和问题解决来提升自己的编程能力。