工程師經(jīng)驗(yàn)：STM32F4驅(qū)動(dòng)4路VL53L0測(cè)距你把握不住
[導(dǎo)讀]最近給朋友調(diào)試了STM32F407驅(qū)動(dòng)VL53L0的激光測(cè)距，安裝在機(jī)器人上的，遇到一些問題，這里發(fā)帖紀(jì)錄一下。關(guān)于VL53L0的資料和代碼在正點(diǎn)原子那里都有，但是正點(diǎn)原子只是驅(qū)動(dòng)了一路VL53L0，很多問題都需要我們自己解決，一路的VL53L0非常簡(jiǎn)單，隨便參考一下例程就能完美...
最近給朋友調(diào)試了STM32F407驅(qū)動(dòng)VL53L0的激光測(cè)距，安裝在機(jī)器人上的，遇到一些問題，這里發(fā)帖紀(jì)錄一下。
關(guān)于VL53L0的資料和代碼在正點(diǎn)原子那里都有，但是正點(diǎn)原子只是驅(qū)動(dòng)了一路VL53L0，很多問題都需要我們自己解決，一路的VL53L0非常簡(jiǎn)單，隨便參考一下例程就能完美解決，但是一旦涉及到多路設(shè)備，就會(huì)出現(xiàn)一堆問題，最突出最主要的就是多個(gè)VL53L0的地址設(shè)置，把握不住就會(huì)出現(xiàn)只有一路能正常使用的問題。
VL53L0X?簡(jiǎn)介
VL53L0X 是 ST 公司推出的新一代 ToF 激光測(cè)距傳感器，采用了第二代 FlightSenseTM技術(shù)，利用飛行時(shí)間（ToF）原理，通過光子的飛行來(lái)回時(shí)間與光速的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)測(cè)距應(yīng)用。較比上一代 VL6180X，新的器件將飛行時(shí)間測(cè)距長(zhǎng)度擴(kuò)展至 2 米，測(cè)量速度更快，能效更高。除此之外，為使集成度過程更加快捷方便， ST 公司為此也提供了 VL53L0X 軟件 API（應(yīng)用編程接口）以及完整的技術(shù)文檔，通過主 IIC 接口，向應(yīng)用端輸出測(cè)距的數(shù)據(jù)，大大降低了開發(fā)難度。
VL53L0X 特點(diǎn)包括：
①， 使用 940nm 無(wú)紅光閃爍激光器，該頻段的激光為不可見光，且不危害人眼。
②，系統(tǒng)視野角度(FOV)可達(dá) 25 度，傳感器的感測(cè)有效工作直徑擴(kuò)展到 90 厘米。
③，采用脈沖式測(cè)距技術(shù)，避免相位式測(cè)距檢測(cè)峰值的誤差，利用了相位式檢測(cè)中除波峰以外的光子。
④，多種精度測(cè)量和工作模式的選擇。
⑤，測(cè)距距離能擴(kuò)至到 2 米。
⑥， 正常工作模式下功耗僅 20mW，待機(jī)功耗只有 5uA。
⑦，高達(dá) 400Khz 的 IIC 通信接口。
⑧，超小的封裝尺寸：2.4mm × 4.4mm × 1mm。
VL53L0X 工作模式
VL53L0X 傳感器提供了 3 種測(cè)量模式， Single ranging（單次測(cè)量）、 Continuous ranging（連續(xù)測(cè)量）、以及 Timed ranging（定時(shí)測(cè)量），下面我們將簡(jiǎn)單介紹下：
（1） Single ranging（單次測(cè)量），在該模式下只觸發(fā)執(zhí)行一次測(cè)距測(cè)量，測(cè)量結(jié)束后，VL53L0X 傳感器會(huì)返回待機(jī)狀態(tài)，等待下一次觸發(fā)。
（2） Continuous ranging（連續(xù)測(cè)量），在該模式下會(huì)以連續(xù)的方式執(zhí)行測(cè)距測(cè)量。一旦測(cè)量結(jié)束，下一次測(cè)量就會(huì)立即啟動(dòng)，用戶必須停止測(cè)距才能返回到待機(jī)狀態(tài)，最后的一次測(cè)量在停止前完成。
（3） Timed ranging（定時(shí)測(cè)量），在該模式下會(huì)以連續(xù)的方式執(zhí)行測(cè)距測(cè)量。測(cè)量結(jié)束后，在用戶定義的延遲時(shí)間之后，才會(huì)啟動(dòng)下一次測(cè)量。用戶必須停止測(cè)距才能返回到待機(jī)狀態(tài)，最后的一次測(cè)量在停機(jī)前完成。根據(jù)以上的測(cè)量模式， ST 官方提供了 4 種不同的精度模式，如表格所示：
從表格可以看到，針對(duì)不同的精度模式，測(cè)量時(shí)間也是有所區(qū)別的，測(cè)量時(shí)間最快為高速模式，只需 20ms 內(nèi)就可以采樣一次，但精度確存在有±5%的誤差范圍。而在長(zhǎng)距離精度模式下，測(cè)距距離能達(dá)到 2m，測(cè)量時(shí)間在 33ms 內(nèi)，但測(cè)量時(shí)需在黑暗條件（無(wú)紅外線）的環(huán)境下。所以在實(shí)際的應(yīng)用中，需根據(jù)當(dāng)前的要求去選擇合適的精度模式，以達(dá)到最佳的測(cè)量效果。
以上資料來(lái)源于正點(diǎn)原子的《AN1703C ATK-VL53L0X 激光測(cè)距模塊使用說(shuō)明》。這里摘錄一部分，方便進(jìn)入主題。
因?yàn)榻裉焓钦{(diào)試多路的VL53L0X設(shè)備，這里不完全借鑒正點(diǎn)原子的例程，但是官方提供的驅(qū)動(dòng)我們還是必須要用的。
如果想要快速上手，文末直接下載我的代碼，我的驅(qū)動(dòng)庫(kù)經(jīng)過自己的修改，和正點(diǎn)原子有些不同。
我們直接從代碼入手吧！
在初始化VL53L0X之前，我們必須初始化IIC外設(shè)，此次遵循正點(diǎn)原子的方法，用模擬IIC。
#ifndef _VL53L0X_I2C_H#define _VL53L0X_I2C_H
#include "stm32f10x.h"#include "stm32f10x_i2c.h"
//四個(gè)VL53L0掛載在同一個(gè)IIC總線下，所以使用四個(gè)片選信號(hào)--2019/10/30//!!!!!!!注意：重新使能設(shè)備后，設(shè)備iic的地址會(huì)恢復(fù)為默認(rèn)值0x52--2019/10/30//VL53L0 0#define I2C_SCL_GPIO GPIOB#define I2C_PIN_SCL GPIO_Pin_8#define I2C_SCL_HIGH() GPIO_SetBits(I2C_SCL_GPIO,I2C_PIN_SCL) #define I2C_SCL_LOW() GPIO_ResetBits(I2C_SCL_GPIO,I2C_PIN_SCL)
#define I2C_SDA_GPIO GPIOB#define I2C_PIN_SDA GPIO_Pin_9#define I2C_SDA_HIGH() GPIO_SetBits(I2C_SDA_GPIO,I2C_PIN_SDA) #define I2C_SDA_LOW() GPIO_ResetBits(I2C_SDA_GPIO,I2C_PIN_SDA)#define I2C_SDA_STATE GPIO_ReadInputDataBit(I2C_SDA_GPIO,I2C_PIN_SDA)
//片選使能--2019/10/30#define I2C_X_GPIO GPIOB#define I2C_PIN_X0 GPIO_Pin_12#define I2C_X0_HIGH() GPIO_SetBits(I2C_X_GPIO,I2C_PIN_X0) #define I2C_X0_LOW() GPIO_ResetBits(I2C_X_GPIO,I2C_PIN_X0)
#define I2C_PIN_X1 GPIO_Pin_13#define I2C_X1_HIGH() GPIO_SetBits(I2C_X_GPIO,I2C_PIN_X1) #define I2C_X1_LOW() GPIO_ResetBits(I2C_X_GPIO,I2C_PIN_X1)
#define I2C_PIN_X2 GPIO_Pin_14#define I2C_X2_HIGH() GPIO_SetBits(I2C_X_GPIO,I2C_PIN_X2) #define I2C_X2_LOW() GPIO_ResetBits(I2C_X_GPIO,I2C_PIN_X2)
#define I2C_PIN_X3 GPIO_Pin_15#define I2C_X3_HIGH() GPIO_SetBits(I2C_X_GPIO,I2C_PIN_X3) #define I2C_X3_LOW() GPIO_ResetBits(I2C_X_GPIO,I2C_PIN_X3)
void i2c_init(void);uint8_t i2c_write(uint8_t addr, uint8_t reg, uint32_t len, uint8_t * data);uint8_t i2c_read(uint8_t addr, uint8_t reg, uint32_t len, uint8_t *buf);
#endifvoid?i2c_init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
//模擬iic配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = I2C_PIN_SCL; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(I2C_SCL_GPIO, 
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