概述

本章展示如何使用VL53L5CX近接傳感器的"檢測(cè)閾值"功能。這個(gè)功能允許用戶為傳感器設(shè)置預(yù)定義的條件，當(dāng)這些條件滿足時(shí)，傳感器可以觸發(fā)一個(gè)中斷。

最近在弄ST的課程，需要樣片的可以加群申請(qǐng)：615061293 。

VL53L5CX傳感器允許用戶更靈活地定義響應(yīng)行為，特別是當(dāng)檢測(cè)到特定的測(cè)量結(jié)果時(shí)。例如，可以設(shè)置當(dāng)對(duì)象的距離低于或高于特定值時(shí)，觸發(fā)中斷。這種功能在各種實(shí)際應(yīng)用中，如智能開(kāi)關(guān)、安全系統(tǒng)或機(jī)器人導(dǎo)航中，都非常有用。

實(shí)現(xiàn)demo

主要展示了如何使用VL53L5CX傳感器來(lái)設(shè)置和使用檢測(cè)閾值。
實(shí)現(xiàn)為每個(gè)區(qū)域（在4x4分辨率中有16個(gè)區(qū)域）設(shè)定了兩個(gè)閾值：一個(gè)基于信號(hào)強(qiáng)度，另一個(gè)基于物體的測(cè)量距離。

視頻教學(xué)

[https://www.bilibili.com/video/BV1WC4y1G79n/]

樣品申請(qǐng)

[https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#]

源碼下載

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/88426870]

生成STM32CUBEMX

選擇MCU

測(cè)試版所用的MCU為STM32G431CB。

串口配置

查看原理圖，PA9和PA10設(shè)置為開(kāi)發(fā)板的串口。

配置串口。

IIC配置

在這個(gè)應(yīng)用中，VL53L5CX模塊通過(guò)I2C（IIC）接口與主控器通信。具體來(lái)說(shuō)，VL53L5CX模塊的I2C引腳連接到主控器的PA8和PB5兩個(gè)IO口。

配置IIC為快速模式，速度為400k。

INT設(shè)置

自主模式可以通過(guò)獲取INT管腳進(jìn)行判斷數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好。

配置PB4為輸入模式。

配置使能與復(fù)位

驅(qū)動(dòng)中有對(duì)模塊進(jìn)行復(fù)位的操作。

配置PB15和PB3為輸出管腳。

X-CUBE-TOF1

本節(jié)介紹在不需要使用樣例應(yīng)用時(shí)如何使用STM32CubeMX將X-CUBE-TOF1軟件包添加到項(xiàng)目中。有了這樣的設(shè)置，就只配置了驅(qū)動(dòng)層。

由于需要自主模式，所以可以不開(kāi)啟主程序TOF執(zhí)行代碼。

串口重定向

打開(kāi)魔術(shù)棒，勾選MicroLIB

在main.c中，添加頭文件，若不添加會(huì)出現(xiàn) identifier "FILE" is undefined報(bào)錯(cuò)。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函數(shù)聲明和串口重定向：

/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){
	HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
	return ch;
}
/* USER CODE END PFP */

代碼配置

在custom_ranging_sensor.c代碼中，有IO口驅(qū)動(dòng)VL53L5CX進(jìn)行復(fù)位的代碼，由于沒(méi)有配置對(duì)應(yīng)的IO，所以需要注釋掉。

由于沒(méi)加載串口定義，所以注釋掉#include "custom.h"

TOF代碼配置

在main.c中添加對(duì)應(yīng)頭文件。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "vl53l5cx.h"
#include "custom_ranging_sensor.h"

/* USER CODE END Includes */

函數(shù)與變量定義：

/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){
	HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
	return ch;
}


static int32_t status = 0;
static RANGING_SENSOR_Result_t Result;

/* USER CODE END PFP */

添加TOF初始化。
主要為設(shè)置檢測(cè)閾值。

/* USER CODE BEGIN 2 */


	/*********************************/
	/*  程序檢測(cè)閾值 */
	/*********************************/

    /* 在此示例中，我們希望每個(gè)區(qū)域有2個(gè)閾值，分辨率為4x4 */
    /* 創(chuàng)建閾值數(shù)組（大小不能更改） */
	VL53L5CX_DetectionThresholds thresholds[VL53L5CX_NB_THRESHOLDS];	
	
  /* Set all values to 0 */
  memset(&thresholds, 0, sizeof(thresholds));

	
  VL53L5CX_Object_t *pL5obj = CUSTOM_RANGING_CompObj[CUSTOM_VL53L5CX];

    /* 為所有區(qū)域添加閾值（在4x4的分辨率中有16個(gè)區(qū)域，或在8x8中有64個(gè)） */
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
		/* 第一個(gè)所需的閾值是GREATER_THAN模式。請(qǐng)注意，第一個(gè)必須始終使用數(shù)學(xué)操作VL53L5CX_OPERATION_NONE設(shè)置。
		 * 在此示例中，信號(hào)閾值設(shè)置為150 kcps/spads（格式會(huì)在驅(qū)動(dòng)程序內(nèi)自動(dòng)更新）
		 */
    thresholds[2 * i].zone_num = i;
    thresholds[2 * i].measurement = VL53L5CX_SIGNAL_PER_SPAD_KCPS;
    thresholds[2 * i].type = VL53L5CX_GREATER_THAN_MAX_CHECKER;
    thresholds[2 * i].mathematic_operation = VL53L5CX_OPERATION_NONE;
    thresholds[2 * i].param_low_thresh = 150;
    thresholds[2 * i].param_high_thresh = 150;

		/* 第二個(gè)所需的檢查器是IN_WINDOW模式。我們將設(shè)置一個(gè)數(shù)學(xué)閾值VL53L5CX_OPERATION_OR，以將前一個(gè)檢查器添加到此檢查器。
		 * 在此示例中，距離閾值設(shè)置在200mm和400mm之間（格式會(huì)在驅(qū)動(dòng)程序內(nèi)自動(dòng)更新）。
		 */
    thresholds[2 * i + 1].zone_num = i;
    thresholds[2 * i + 1].measurement = VL53L5CX_DISTANCE_MM;
    thresholds[2 * i + 1].type = VL53L5CX_IN_WINDOW;
    thresholds[2 * i + 1].mathematic_operation = VL53L5CX_OPERATION_OR;
    thresholds[2 * i + 1].param_low_thresh = 200;
    thresholds[2 * i + 1].param_high_thresh = 400;
  }

	/* 必須明確指出最后的閾值。因?yàn)槲覀冇?2個(gè)檢查器（16個(gè)區(qū)域x 2），所以最后一個(gè)是第31個(gè) */
  thresholds[31].zone_num = VL53L5CX_LAST_THRESHOLD | thresholds[31].zone_num;

	/* 向傳感器發(fā)送閾值數(shù)組 */
	status |= vl53l5cx_set_detection_thresholds(&pL5obj- >Dev, thresholds);

	/* 啟用閾值檢測(cè) */
	status |= vl53l5cx_set_detection_thresholds_enable(&pL5obj- >Dev, 1U);

	/* 設(shè)置傳感器的測(cè)量頻率，這決定了傳感器執(zhí)行測(cè)量的速度 */
	status |= vl53l5cx_set_ranging_frequency_hz(&(pL5obj- >Dev), 10);
	
	
  if (status != VL53L5CX_STATUS_OK)
  {
    printf("ERROR : Configuration programming error!nn");
    while (1);
  }

  status = vl53l5cx_start_ranging(&(pL5obj- >Dev));
  if (status != VL53L5CX_STATUS_OK)
  {
    printf("vl53l5cx_start_ranging failedn");
    while (1);
  }



  static VL53L5CX_ResultsData data;

  /* USER CODE END 2 */

主程序
主程序來(lái)獲取對(duì)應(yīng)的INT位狀態(tài)來(lái)判定數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	
	if(HAL_GPIO_ReadPin  ( GPIOB, GPIO_PIN_4) ==0)		
	{
		// 獲取傳感器的測(cè)距數(shù)據(jù)
		status = vl53l5cx_get_ranging_data(&(pL5obj- >Dev), &data);
		printf("n");
		// 循環(huán)打印所有16個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)
		for (int i = 0; i < 16; i++) {
			printf("Zone : %3d, Status : %3u, Distance : %4d mm, Signal : %5lu kcps/SPADsrn",
							 i,
							 data.target_status[VL53L5CX_NB_TARGET_PER_ZONE * i],
							 data.distance_mm[VL53L5CX_NB_TARGET_PER_ZONE * i],
							 data.signal_per_spad[VL53L5CX_NB_TARGET_PER_ZONE * i]);
		}
	}
	
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

Kcps/SPAD定義

Kcps/SPAD 是一個(gè)測(cè)量單位，其中 "Kcps" 代表千計(jì)數(shù)每秒（Kilo Counts Per Second），而 "SPAD" 代表單光子雪崩二極管（Single Photon Avalanche Diode）。
SPAD是一種高度敏感的光電二極管，當(dāng)它接收到單個(gè)光子時(shí)就能產(chǎn)生雪崩擊穿，從而輸出較大的電流。由于其極高的靈敏度，它經(jīng)常用于低光強(qiáng)度的測(cè)量中，如激光時(shí)間飛行距離測(cè)量（ToF）中。

狀態(tài)說(shuō)明

正常的數(shù)據(jù)返回狀態(tài)為5，為了保持?jǐn)?shù)據(jù)一致，用戶需要過(guò)濾無(wú)效的目標(biāo)器狀態(tài)。為了給出信心評(píng)級(jí)，狀態(tài)為5的目標(biāo)被認(rèn)為是100%有效的。6或9的狀態(tài)可以用50%的置信度來(lái)考慮。所有其他狀態(tài)都低于50%置信度。

演示結(jié)果

當(dāng)測(cè)量距離為200mm-400mm時(shí)，會(huì)觸發(fā)中斷，進(jìn)行數(shù)據(jù)打印。