stm32太阳能追光

### STM32 实现太阳能追光系统

#### 系统概述
基于STM32的太阳跟踪系统旨在通过集成光敏传感器模块和电机控制系统，使太阳能电池板能够自动调节角度，以保持其始终垂直于太阳光线，从而最大化光能吸收效率[^1]。

#### 硬件设计
此系统的核心组件包括：
- **STM32微控制器**：作为整个系统的控制中心。
- **光敏电阻阵列**：用于检测周围环境中的光照强度分布情况。
- **步进电机及其驱动电路**：负责执行实际的位置调整动作。
- **电源管理单元**：确保各个部分稳定工作所需的电力供应。

为了构建上述功能完整的原型机，在硬件方面还需要考虑如下几个要点：

- 使用四组光电二极管组成十字形排列，分别测量东西南北四个方向上的照度差异；
- 步进马达需具备足够的扭矩来推动面板转动，并可通过脉冲信号精确控制旋转量级；
- 配备必要的稳压器、滤波电容等辅助元件保障供电质量；

// 初始化GPIO端口配置
void GPIO_Init(void){
    // 设置PA0~PA7为输入模式（连接至光感探测头）
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | ... | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

    // PB8-PB9设置成推挽输出方式用来驱动舵机
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9 ;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO⚗📐📐

这段代码展示了如何初始化STM32芯片上特定引脚的功能，以便它们可以被用作接收来自光敏感应器的数据以及发送指令给伺服机构。需要注意的是这只是一个简化版本的实际编程逻辑的一部分而已。

#### 软件架构与算法实现
软件部分主要围绕着以下几个核心环节展开：

- 数据采集：定时读取各路光强数值并存储起来供后续分析使用；
- 方位判断：依据所获取到的信息计算当前太阳所在方位角；
- 动态校正：根据预设阈值决定是否启动机械装置进行姿态修正操作；

对于具体的编码实践而言，则涉及到编写中断服务程序ISR去周期性触发ADC转换过程，之后再利用PID闭环反馈机制完成精准定位任务。

float CalculateSunDirection(float *lightLevels) {
    float eastWestDifference = lightLevels[1] - lightLevels[3];
    float northSouthDifference = lightLevels[0] - lightLevels[2];

    if (eastWestDifference == 0 && northSouthDifference == 0) return 0;

    float angle = atan2(eastWestDifference, northSouthDifference); // 计算相对于北方的角度偏差
    
    while(angle<0){angle+=PI;}while(angle>PI){angle-=PI;}
    
    return angle*180/PI; // 将弧度制转为角度制表示法
}

以上函数实现了从原始采样值得出相对位置偏移量的过程，其中运用到了反正切运算求解平面直角坐标系下的夹角关系。