概述

本章目的是展示如何充分利用VL53L5CX傳感器的高級特性，通過結合運動指示器和閾值檢測功能，實現對特定場景的精確監控。首先，程序通過特定的配置，確保了傳感器能夠在特定的分辨率下工作，同時還可調整用于檢測運動的最小和最大距離。其次，一旦在傳感器的視野中檢測到運動，并且該運動的強度超出了預先設置的閾值，那么這種情況將被認為是一個有效的運動事件。最后，該程序不僅會捕獲這些事件，還會詳細地顯示相關的數據，如運動發生在哪個區域，以及運動的強度如何。這種結合使用多種功能的方法，使得VL53L5CX傳感器在各種應用場景中都能提供高效、準確的運動檢測結果。

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視頻教學

[https://www.bilibili.com/video/BV1Lj411x7Sg/

樣品申請

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

源碼下載

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/88431356]

生成STM32CUBEMX

選擇MCU

測試版所用的MCU為STM32G431CB。

串口配置

查看原理圖，PA9和PA10設置為開發板的串口。

配置串口。

IIC配置

在這個應用中，VL53L5CX模塊通過I2C（IIC）接口與主控器通信。具體來說，VL53L5CX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。

INT設置

自主模式可以通過獲取INT管腳進行判斷數據是否準備好。

配置PB4為輸入模式。

配置使能與復位

驅動中有對模塊進行復位的操作。

配置PB15和PB3為輸出管腳。

X-CUBE-TOF1

本節介紹在不需要使用樣例應用時如何使用STM32CubeMX將X-CUBE-TOF1軟件包添加到項目中。有了這樣的設置，就只配置了驅動層。

由于需要自主模式，所以可以不開啟主程序TOF執行代碼。

修改堆棧大小。

串口重定向

打開魔術棒，勾選MicroLIB

在main.c中，添加頭文件，若不添加會出現 identifier "FILE" is undefined報錯。

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

函數聲明和串口重定向：

/* 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口驅動VL53L5CX進行復位的代碼，由于沒有配置對應的IO，所以需要注釋掉。

由于沒加載串口定義，所以注釋掉#include "custom.h"

檢測流程

1. 初始化變量:
   ○ 創建相關變量，如狀態(status)、運動配置(motion_config)、設備對象(pL5obj)和結果數據(Results)。
2. 配置運動指示器:
   ○ 使用8x8的分辨率初始化運動指示器。
   ○ 設置用于檢測運動的最小和最大距離（在這里，是設置為1000mm到2000mm）。
   ○ 如果用戶需要改變分辨率，他也需要更新運動指示器的分辨率（代碼中此部分被注釋掉了）。
3. 設備配置:
   ○ 設置設備的分辨率為8x8。
   ○ 將設備設置為自主測距模式。
   ○ 設置測距頻率為2Hz。
   ○ 設置集成時間為10ms以降低功耗。
4. 配置檢測閾值:
   ○ 對于8x8的分辨率，我們希望每個區域有一個閾值。
   ○ 初始化閾值數組。
   ○ 為所有64個區域設置閾值，當運動指示器的值超過44時，將其視為運動。
   ○ 將閾值數組發送到傳感器。
   ○ 啟用檢測閾值。
5. 開始測距:
   ○ 啟動傳感器的測距功能。
   ○ 輸出消息，等待在1m到2m之間的視野中有運動發生。
6. 無限循環監測:
   ○ 不斷檢查數據是否準備好。
   ○ 如果數據準備好或者某個特定的GPIO引腳被按下，獲取測距數據。
   ○ 因為傳感器默認設置為8x8模式，所以有64個區域要打印。但這個例子中，只打印首個區域的數據。
   ○ 如果某個區域的運動指示器的值大于或等于44，打印該區域有運動發生的消息。
   通過上述流程，該程序能夠檢測并顯示在預定距離范圍內、運動強度超過預定閾值的運動情況。

TOF代碼配置

在main.c中添加對應頭文件。

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

#include "custom_ranging_sensor.h"
#include "vl53l5cx_plugin_motion_indicator.h"
/* USER CODE END Includes */

函數與變量定義：

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


/* USER CODE END PFP */

添加TOF初始化。

/* USER CODE BEGIN 2 */

	uint8_t 				status, isReady, i;
	VL53L5CX_Motion_Configuration 	motion_config;	/* 運動配置 */
	VL53L5CX_Object_t *pL5obj = CUSTOM_RANGING_CompObj[CUSTOM_VL53L5CX];
	VL53L5CX_ResultsData 	Results;		/* 來自VL53L5CX的結果數據 */

	/*********************************/
	/*   配置運動指示器               */
	/*********************************/

	/* 使用4x4分辨率初始化運動指示器 */
	status = vl53l5cx_motion_indicator_init(&pL5obj- >Dev, &motion_config, VL53L5CX_RESOLUTION_8X8);
	if(status)
	{
		printf("運動指示器初始化失敗，狀態碼 : %un", status);
		return status;
	}

	/* (可選) 設置用于檢測運動的最小和最大距離。注意距離的限制 */
	status = vl53l5cx_motion_indicator_set_distance_motion(&pL5obj- >Dev, &motion_config, 1000, 2000);
	if(status)
	{
		printf("設置運動檢測距離失敗，狀態碼 : %un", status);
		return status;
	}

	/* 如果用戶需要更改分辨率，則也需要更新運動指示器的分辨率（此部分已注釋） */
	//status = vl53l5cx_set_resolution(&Dev, VL53L5CX_RESOLUTION_4X4);
	//status = vl53l5cx_motion_indicator_set_resolution(&Dev, &motion_config, VL53L5CX_RESOLUTION_4X4);

	/* 將設備設置為自主模式，并設置較小的集成時間以降低功耗 */
	status = vl53l5cx_set_resolution(&pL5obj- >Dev, VL53L5CX_RESOLUTION_8X8);
	status = vl53l5cx_set_ranging_mode(&pL5obj- >Dev, VL53L5CX_RANGING_MODE_AUTONOMOUS);
	status = vl53l5cx_set_ranging_frequency_hz(&pL5obj- >Dev, 2);
	status = vl53l5cx_set_integration_time_ms(&pL5obj- >Dev, 10);	

	

	/*********************************/
	/*   配置檢測閾值                 */
	/*********************************/

	/* 對于8x8的分辨率，我們希望為每個區域設置一個閾值 */
	VL53L5CX_DetectionThresholds thresholds[VL53L5CX_NB_THRESHOLDS];

	/* 將所有閾值設置為0 */
	memset(&thresholds, 0, sizeof(thresholds));

	/* 為所有64個區域設置閾值 */
	for(i = 0; i < 64; i++){
		thresholds[i].zone_num = i;
		thresholds[i].measurement = VL53L5CX_MOTION_INDICATOR;
		thresholds[i].type = VL53L5CX_GREATER_THAN_MAX_CHECKER;
		thresholds[i].mathematic_operation = VL53L5CX_OPERATION_NONE;

		/* 示例值44，超過此值的運動將被認為是移動 */
		thresholds[i].param_low_thresh = 44;
		thresholds[i].param_high_thresh = 44;
	}

	/* 明確標記最后一個閾值。因為我們有64個檢查器，所以最后一個是第63個 */
	thresholds[63].zone_num = VL53L5CX_LAST_THRESHOLD | thresholds[63].zone_num;

	/* 將閾值數組發送到傳感器 */
	vl53l5cx_set_detection_thresholds(&pL5obj- >Dev, thresholds);

	/* 啟用檢測閾值 */
	vl53l5cx_set_detection_thresholds_enable(&pL5obj- >Dev, 1);	


	/* 開始測距 */
	status = vl53l5cx_start_ranging(&pL5obj- >Dev);
	printf("等待在1m和2m之間的視場中發生的運動...n");	
	
	
  /* USER CODE END 2 */

主程序

主程序來獲取對應的isReady位狀態來判定數據是否準備好或者判斷INT的IO狀態也可。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin  ( GPIOB, GPIO_PIN_4) ==0)		
//		status = vl53l5cx_check_data_ready(&pL5obj- >Dev, &isReady);			
//		if(isReady)
		{
			/* 獲取測距數據 */
			vl53l5cx_get_ranging_data(&pL5obj- >Dev, &Results);

			/* 默認情況下，傳感器設置為8x8模式，因此我們有64個區域的數據。
			   但在此示例中，只打印了第一個區域的數據 */
			for(i = 0; i < 64; i++)
			{
				if(Results.motion_indicator.motion[motion_config.map_id[i]] >= 44)
				{
					printf(" 在這個區域檢測到運動 : %3d !n", i);
				}
			}
			printf("n");
		}			
    /* USER CODE END WHILE */

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

演示結果

檢測運動情況下運動強度如下所示。