为了解决能源危机、缓解环境压力、实现能源的可持续发展，世界各国都在探索新能源领域。太阳能以其众多优点成为最具价值的新能源，但也因其自身的一些缺陷限制着太阳能技术的应用和发展。太阳跟踪控制系统的研究，对提高太阳能的接收效率、促进光伏发电产业的推广与应用、响应我国节能减排政策具有重要的意义。本文设计了一款基于32位ARM微处理器STM32F103VET6的双轴太阳跟踪控制系统。首先提出了一种将视日运行轨迹跟踪方式与光电跟踪方式相结合的太阳跟踪策略。分析并确定了晴天和阴天不同天气条件下分别采取的跟踪方式。依据太阳运行的天文规律，确定了视日运行轨迹跟踪的计算方法。给出了光电跟踪方式的具体跟踪策略。对传统的一级跟踪传感器的结构和跟踪策略进行了改进，增加了一组粗定位光电传感器，构成了二级跟踪传感器，可实现大范围追踪太阳光，并对天气情况进行判断。针对跟踪控制系统的功能要求，对系统的硬件模块设计包括信号处理电路模块、LCD显示模块、GPS信息接收模块、限位信号采集电路模块、执行机构等；对系统的软件设计包括太阳自动跟踪控制系统的应用程序、GPS信息筛选子程序等，实现了各个模块的功能，并对跟踪执行机构进行驱动控制。最后，对系统的跟踪情况进行分析，给出了误差产生的主要原因，并提出了一些改进方案。实验结果表明：该控制系统运行稳定可靠，能确保太阳能电池板在误差允许范围内与太阳光线基本保持垂直，实现了对太阳光线的全天候自动跟踪，提高了太阳能的接收效率。