编写风力摆程序需要考虑硬件和软件两个方面。以下是一个基于STM32单片机的风力摆控制程序的基本框架，使用PID算法来控制风力摆的运动轨迹。
硬件部分
STM32单片机：
作为控制核心。
MPU6050：
姿态传感器，用于采集风力摆的姿态角。
L298N：
电机驱动芯片，用于控制直流风机的转速和方向。
直流风机：
用于产生风力，驱动风力摆摆动。
激光笔：
用于在地面上画出运动轨迹。
软件部分
初始化：
包括单片机、传感器和电机的初始化。
数据采集：
通过MPU6050采集风力摆的姿态角。
PID控制：
根据采集到的姿态角数据，计算出控制风机的PWM信号。
运动控制：
根据计算出的PWM信号，控制风机的转速和方向，实现风力摆的直线、圆周等运动轨迹。
显示与交互：
通过液晶显示屏和按键等人机交互设备，显示系统状态和运动轨迹。
示例代码
```c
include "stm32f10x.h"
include "mpu6050.h"
include "l298n.h"
define PI 3.14159265358979323846
// PID控制参数
float Kp = 1.0;
float Ki = 0.1;
float Kd = 0.01;
// 变量声明
float angle_error = 0.0;
float angle_error_prev = 0.0;
float integral = 0.0;
float derivative = 0.0;
float pwm_output = 0.0;
// 初始化函数
void init() {
// 初始化单片机
HAL_Init();
// 初始化传感器
mpu6050_init();
// 初始化电机驱动
l298n_init();
}
// 传感器数据采集函数
void read_sensor() {
// 读取姿态角数据
float ax, ay, az;
mpu6050_get_acceleration(&ax, &ay, &az);
// 计算角度误差
angle_error = target_angle - atan2(ay, az);
}
// PID控制函数
float calculate_pid() {
// 计算积分和微分
integral += angle_error;
derivative = angle_error - angle_error_prev;
// 计算PID输出
pwm_output = Kp * angle_error + Ki * integral + Kd * derivative;
// 限制输出范围
if (pwm_output > 255) {
pwm_output = 255;
} else if (pwm_output < -255) {
pwm_output = -255;
}
return pwm_output;
}
// 主循环函数
int main() {
init();
float target_angle = 0.0; // 目标角度
float angle_error_prev = 0.0;
while (1) {
read_sensor();
float pwm_output = calculate_pid();
// 控制电机
l298n_set_pwm(pwm_output);
// 更新上一次的角度误差
angle_error_prev = angle_error;
// 延时
HAL_Delay(10);
}
}
```
说明
初始化：
在`init（）`函数中，初始化单片机、传感器和电机驱动。
数据采集：
在`read_sensor（）`函数中，通过MPU6050读取姿态角数据，并计算角度误差。
PID控制：
在`calculate_pid（）`函数中，根据角度误差计算PID输出，并限制输出范围。
主循环：
在`main（）`函数中，不断读取传感器数据，计算PID输出，并控制电机，实现风力摆的运动轨迹。
请注意，这只是一个简化的示例代码，实际应用中可能需要根据具体需求进行调整和优化。此外，还需要根据硬件平台的具体情况编写相应的驱动程序
