概述

TOF（飛行時間）傳感器是一種利用光的飛行時間原理來測量物體與傳感器之間距離的技術(shù)。VL53L1 是一款高精度的TOF傳感器，能夠在不同環(huán)境光條件下，提供多目標檢測和多區(qū)域掃描功能。通過驅(qū)動VL53L1傳感器，可以實現(xiàn)對物體的快速、準確測距，最高測量距離可達800厘米。該傳感器支持I2C接口，具備多種預(yù)設(shè)模式（如測距模式、多區(qū)域掃描模式、輕量測距模式和自主模式），適用于自動對焦、3D深度測量、存在檢測等多種應(yīng)用場景。

本文將介紹如何通過I2C接口驅(qū)動VL53L1傳感器進行測距操作，涵蓋傳感器的初始化、模式配置、測距數(shù)據(jù)讀取等步驟，并提供相應(yīng)的代碼示例，以幫助開發(fā)者快速集成和應(yīng)用該傳感器進行測距任務(wù)。

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視頻教學

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樣品申請

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源碼下載

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主要特點

● 高精度的長距離測量：
○ 該傳感器能夠進行高精度的長距離測量，最大測距范圍可達800厘米。它適用于各種需要長距離測量的應(yīng)用場景。
● 多區(qū)域和多目標檢測：
○ 支持多區(qū)域掃描和多目標檢測功能。用戶可以通過軟件定義區(qū)域大小（如2x2、3x3、4x4或自定義區(qū)域），并在每個區(qū)域內(nèi)同時檢測多個目標。
● 低功耗：
○ 內(nèi)置低功耗微控制器，能夠在不同的工作模式下保持較低的功耗，適合電池供電的便攜式設(shè)備。
● 抗干擾能力：
○ 具有對覆蓋玻璃的抗干擾能力，并且采用了專利算法，能夠在長距離測量時減少由于覆蓋玻璃或指紋污漬導(dǎo)致的測量誤差。
● 易于集成：
○ 模塊體積?。?.9 x 2.5 x 1.56 mm），易于集成到各種設(shè)備中。支持I2C接口，最高速率可達1MHz，提供完整的軟件驅(qū)動，支持Linux和Android系統(tǒng)。
○ 引腳排列兼容VL53L0X、VL53L1X、VL53L1CB、VL53L3CX和VL53L4CX
● 多種預(yù)設(shè)模式：
○ 提供四種預(yù)設(shè)操作模式，包括測距模式、多區(qū)域掃描模式、輕量測距模式和自主模式，用戶可以根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的模式。
● 安全性：
○ 采用940nm的不可見激光發(fā)射器（VCSEL），符合Class 1激光安全標準，在各種應(yīng)用場景中都能安全使用 。

硬件準備

首先需要準備一個開發(fā)板，這里我準備的是自己繪制的開發(fā)板，需要的可以進行申請。
主控為STM32H503CB，TOF為VL53L1。

技術(shù)規(guī)格

系統(tǒng)框圖

應(yīng)用示意圖

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，這里使用MCU為STM32H503CB。

配置時鐘樹，配置時鐘為250M。

串口配置

查看原理圖，PA9和PA10設(shè)置為開發(fā)板的串口。

配置串口，速率為2000000。

IIC配置

在這個應(yīng)用中，VL53L1模塊通過I2C（IIC）接口與主控器通信。具體來說，VL53L1模塊的I2C引腳連接到主控器的PA8和PB5兩個IO口。

配置IIC為快速模式，速度為400k。

XSHUT

XSHUT引腳是由主機連接和控制的，這種設(shè)計優(yōu)化了功耗，因為設(shè)備在不使用時可以被完全關(guān)閉，然后通過主機使用XSHUT引腳來喚醒。當AVDD存在且XSHUT為低電平時，設(shè)備處于硬件待機模式（HW Standby mode）。如果XSHUT引腳不由主機控制，而是通過上拉電阻連接到AVDD，那么設(shè)備在固件啟動（FW BOOT）后會自動進入軟件待機（SW STANDBY），而不會進入硬件待機。

GPIO1

在VL53L1X傳感器中，GPIO1（通用輸入輸出引腳1）通常用于中斷信號輸出。

配置如下所示。

X-CUBE-TOF1

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

堆棧設(shè)置

若無法正常運行需要修改優(yōu)化等級。

演示結(jié)果

審核編輯 黃宇