工程师经验：STM32F4驱动4路VL53L0测距你把握不住
时间：2021-08-19 15:53:48
[导读]最近给朋友调试了STM32F407驱动VL53L0的激光测距，安装在机器人上的，遇到一些问题，这里发帖纪录一下。关于VL53L0的资料和代码在正点原子那里都有，但是正点原子只是驱动了一路VL53L0，很多问题都需要我们自己解决，一路的VL53L0非常简单，随便参考一下例程就能完美...
最近给朋友调试了STM32F407驱动VL53L0的激光测距，安装在机器人上的，遇到一些问题，这里发帖纪录一下。
关于VL53L0的资料和代码在正点原子那里都有，但是正点原子只是驱动了一路VL53L0，很多问题都需要我们自己解决，一路的VL53L0非常简单，随便参考一下例程就能完美解决，但是一旦涉及到多路设备，就会出现一堆问题，最突出最主要的就是多个VL53L0的地址设置，把握不住就会出现只有一路能正常使用的问题。
VL53L0X 简介
VL53L0X 是 ST 公司推出的新一代 ToF 激光测距传感器，采用了第二代 FlightSenseTM技术，利用飞行时间（ToF）原理，通过光子的飞行来回时间与光速的计算，实现测距应用。较比上一代 VL6180X，新的器件将飞行时间测距长度扩展至 2 米，测量速度更快，能效更高。除此之外，为使集成度过程更加快捷方便， ST 公司为此也提供了 VL53L0X 软件 API（应用编程接口）以及完整的技术文档，通过主 IIC 接口，向应用端输出测距的数据，大大降低了开发难度。
VL53L0X 特点包括：
①， 使用 940nm 无红光闪烁激光器，该频段的激光为不可见光，且不危害人眼。
②，系统视野角度(FOV)可达 25 度，传感器的感测有效工作直径扩展到 90 厘米。
③，采用脉冲式测距技术，避免相位式测距检测峰值的误差，利用了相位式检测中除波峰以外的光子。
④，多种精度测量和工作模式的选择。
⑤，测距距离能扩至到 2 米。
⑥， 正常工作模式下功耗仅 20mW，待机功耗只有 5uA。
⑦，高达 400Khz 的 IIC 通信接口。
⑧，超小的封装尺寸：2.4mm × 4.4mm × 1mm。
VL53L0X 工作模式
VL53L0X 传感器提供了 3 种测量模式， Single ranging（单次测量）、 Continuous ranging（连续测量）、以及 Timed ranging（定时测量），下面我们将简单介绍下：
（1） Single ranging（单次测量），在该模式下只触发执行一次测距测量，测量结束后，VL53L0X 传感器会返回待机状态，等待下一次触发。
（2） Continuous ranging（连续测量），在该模式下会以连续的方式执行测距测量。一旦测量结束，下一次测量就会立即启动，用户必须停止测距才能返回到待机状态，最后的一次测量在停止前完成。
（3） Timed ranging（定时测量），在该模式下会以连续的方式执行测距测量。测量结束后，在用户定义的延迟时间之后，才会启动下一次测量。用户必须停止测距才能返回到待机状态，最后的一次测量在停机前完成。根据以上的测量模式， ST 官方提供了 4 种不同的精度模式，如表格所示：
从表格可以看到，针对不同的精度模式，测量时间也是有所区别的，测量时间最快为高速模式，只需 20ms 内就可以采样一次，但精度确存在有±5%的误差范围。而在长距离精度模式下，测距距离能达到 2m，测量时间在 33ms 内，但测量时需在黑暗条件（无红外线）的环境下。所以在实际的应用中，需根据当前的要求去选择合适的精度模式，以达到最佳的测量效果。
以上资料来源于正点原子的《AN1703C ATK-VL53L0X 激光测距模块使用说明》。这里摘录一部分，方便进入主题。
因为今天是调试多路的VL53L0X设备，这里不完全借鉴正点原子的例程，但是官方提供的驱动我们还是必须要用的。
如果想要快速上手，文末直接下载我的代码，我的驱动库经过自己的修改，和正点原子有些不同。
我们直接从代码入手吧！
在初始化VL53L0X之前，我们必须初始化IIC外设，此次遵循正点原子的方法，用模拟IIC。
#ifndef _VL53L0X_I2C_H#define _VL53L0X_I2C_H
#include "stm32f10x.h"#include "stm32f10x_i2c.h"
//四个VL53L0挂载在同一个IIC总线下，所以使用四个片选信号--2019/10/30//!!!!!!!注意：重新使能设备后，设备iic的地址会恢复为默认值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)
//片选使能--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);
//模拟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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