概述

"自主模式"（Autonomous mode）通常指的是設備或系統能夠在沒有外部輸入的情況下獨立完成任務。對于傳感器，如VL53L5，自主模式可能意味著傳感器可以獨立、定期地進行測量，而不需要來自主控制器或主機的每一次單獨指令。

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選擇使用自主模式的原因可能包括：
簡化控制：一旦配置完成，傳感器可以獨立工作，減少主控制器與傳感器之間的通信需求。
穩定的測量頻率：在自主模式下，傳感器可以以固定的頻率進行測量，從而確保數據的穩定性和連續性。
減少響應延遲：由于傳感器持續地或定期地進行測量，數據可能會更快地準備好，從而減少了從請求到獲取數據的延遲。
主控制器工作量減少：主控制器可以被釋放出來執行其他任務，而不是持續地向傳感器發送測量命令。
低功耗應用：對于某些傳感器，自主模式可能更加能效，因為它可以在測量之間進入低功耗狀態。
實現預定任務：自主模式允許傳感器在特定條件下執行預定的任務，例如當檢測到某個特定值時觸發警報。
然而，是否使用自主模式取決于特定的應用需求。有些應用可能更傾向于連續模式，其中主控制器更頻繁地與傳感器交互，以獲得實時數據或更高的控制精度。

視頻教學

[https://www.bilibili.com/video/BV1xc411d79n/](

樣品申請

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

源碼下載

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/88482187]

自主模式與連續模式區別

VL53L5CX 傳感器的自主模式 (AUTONOMOUS) 和連續模式 (CONTINUOUS) 都允許連續的測量操作，但它們的工作方式和使用場景略有不同：
連續模式 (CONTINUOUS):
● 在此模式下，傳感器連續進行測量，每次測量后，就會產生一個新的結果。
● 傳感器會盡可能快地測量，基于所設置的時間預算。
● 主機通常需要周期性地從傳感器中讀取數據。
● 適用于需要高更新率或實時響應的應用。
自主模式 (AUTONOMOUS):
● 傳感器獨立地進行測量，而無需主機的常規干預。
● 主機可以進入低功耗休眠模式，而傳感器仍然獨立地執行測量。當傳感器完成測量時，它可以通過中斷喚醒主機，通知它讀取數據。
● 這種模式特別適用于低功耗應用，因為大部分時間主機可以處于休眠狀態。
● 這種模式可能與設置的測量頻率或時間間隔一起使用，以確定傳感器執行測量的頻率。
總的來說，選擇哪種模式取決于應用的需求。如果需要實時的高更新率數據，則連續模式可能更合適；而對于低功耗或不需要實時數據的應用，自主模式可能是更好的選擇。

硬件準備

首先需要準備一個開發板，這里我準備的是自己繪制的開發板，需要的可以進行申請。

串口配置

查看原理圖，PB14和PB15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PC8和PC9兩個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PA8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PC7和PA9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。

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"

TOF代碼配置

在main.c中添加刷新速率，500ms刷新一次，所以頻率為2Hz。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "lcd_init.h"
#include "lcd.h"
#include "pic.h"

#include "stdio.h"
#include "custom_ranging_sensor.h"

#define TIMING_BUDGET (5U) /* 5 ms < TimingBudget < 1000 ms */
#define RANGING_FREQUENCY (200U) /* Ranging frequency Hz (shall be consistent with TimingBudget value) */
#define POLLING_PERIOD (1000U/RANGING_FREQUENCY) /* refresh rate for polling mode (milliseconds) */


/* 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;
}

static uint8_t map_target_status(uint8_t status);
//將從VL53L5CX傳感器獲取的數據轉換
static int32_t convert_data_format(VL53L5CX_Object_t *pObj,VL53L5CX_ResultsData *data, RANGING_SENSOR_Result_t *pResult);
//打印數據
static void print_result(RANGING_SENSOR_Result_t *Result);
static RANGING_SENSOR_ProfileConfig_t Profile;
static int32_t status = 0;
static RANGING_SENSOR_Result_t Result;
/* USER CODE END PFP */

添加TOF初始化。
若需要為8*8，修改對應vl53l5cx_set_resolution參數即可。
其中vl53l5cx_set_integration_time_ms和vl53l5cx_set_ranging_frequency_hz加載了對應的刷新速率。

/* USER CODE BEGIN 2 */
	LCD_Init();//LCD初始化
	
	LCD_Fill(0,0,320,480,RED)	;	
	LCD_Fill(0,0,320,480,WHITE)	;		
	
	LCD_ShowString(0,0,"MCU:STM32H503RBT6",BLACK,WHITE,32,0);
	LCD_ShowString(0,32,"TOF:VL53L5CX",BLACK,WHITE,32,0);	
	LCD_ShowString(0,64,"MODE: ",BLACK,WHITE,32,0);	;	
//	
	LCD_ShowChinese32x32(96,64,"自",BLACK,WHITE,32,0);
	LCD_ShowChinese32x32(128,64,"主",BLACK,WHITE,32,0);
	LCD_ShowChinese32x32(160,64,"模",BLACK,WHITE,32,0);
	LCD_ShowChinese32x32(192,64,"式",BLACK,WHITE,32,0);
	
	HAL_Delay(500);	
	
	
  /*********************************/
  /*  Set ranging mode autonomous  */
  /*********************************/
  VL53L5CX_Object_t *pL5obj = CUSTOM_RANGING_CompObj[CUSTOM_VL53L5CX];
  static VL53L5CX_ResultsData data;
  uint8_t NewDataReady = 0;

  // 設置測距的配置文件為 4x4 的連續測量模式
  Profile.RangingProfile = RS_PROFILE_8x8_CONTINUOUS;

  // 設置測量的時間預算，這通常決定了測量的速度和準確度
  Profile.TimingBudget = TIMING_BUDGET; /* 5 ms < TimingBudget < 1000 ms */

  // 設置測量的頻率，這決定了傳感器執行測量的速率
  Profile.Frequency = RANGING_FREQUENCY; /* Ranging frequency Hz (shall be consistent with TimingBudget value) */

  // 確定是否啟用環境光測量，0為禁用，1為啟用
  Profile.EnableAmbient = 0; /* Enable: 1, Disable: 0 */

  // 確定是否啟用信號測量，0為禁用，1為啟用
  Profile.EnableSignal = 0; /* Enable: 1, Disable: 0 */

  pL5obj- >IsAmbientEnabled = Profile.EnableAmbient;
  pL5obj- >IsSignalEnabled = Profile.EnableSignal;

  /*
     use case VL53L5CX_PROFILE_4x4_CONTINUOUS:
  */
	// 設置傳感器的測量分辨率為 4x4
  status = vl53l5cx_set_resolution(&(pL5obj- >Dev), VL53L5CX_RESOLUTION_8X8);
	// 設置傳感器的測量模式為自主模式
  status |= vl53l5cx_set_ranging_mode(&(pL5obj- >Dev), VL53L5CX_RANGING_MODE_AUTONOMOUS);
	// 設置傳感器的集成時間，這通常關聯到測量的時間預算
	status |= vl53l5cx_set_integration_time_ms(&(pL5obj- >Dev), TIMING_BUDGET);
	// 設置傳感器的測量頻率，決定了傳感器執行測量的速率
	status |= vl53l5cx_set_ranging_frequency_hz(&(pL5obj- >Dev), RANGING_FREQUENCY);

  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);
  }	
	
	
  /* USER CODE END 2 */

積分時間/曝光時間（Integration time）

積分時間是一項僅在使用自主測距模式時可用的功能（請參閱第 4.5 節測距模式）。 它允許用戶在啟用 VCSEL 時更改時間。 如果測距模式設置為連續，則更改積分時間無效。 默認積分時間設置為 5 ms。
對于 4x4 和 8x8 分辨率，積分時間的影響是不同的。 分辨率 4x4 由一個積分時間組成，8x8 分辨率由四個積分時間組成。 下圖表示兩種分辨率的 VCSEL 發射。

所有積分時間之和 + 1 ms 開銷必須低于測量周期，否則測距周期將自動增加。

主程序

主程序來獲取對應的INT位狀態來判定數據是否準備好。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {	
    /* polling mode */
	if(HAL_GPIO_ReadPin  ( GPIOA, GPIO_PIN_8) ==0)		
	{
		do {
    (void)vl53l5cx_check_data_ready(&(pL5obj- >Dev), &NewDataReady);
    } while (!NewDataReady);
		
    if (NewDataReady != 0)
    {
      status = vl53l5cx_get_ranging_data(&(pL5obj- >Dev), &data);

      if (status == VL53L5CX_STATUS_OK)
      {
        /*
         Convert the data format to Result format.
         Note that you can print directly from data format
        */
        if (convert_data_format(pL5obj, &data, &Result) < 0)
        {
          printf("convert_data_format failedn");
          while (1);
        }
        print_result(&Result);
      }
    }				
	}					
	uint32_t colour=0;		
	if(LCD_flag)
	{
		LCD_flag=0;
		uint8_t H,L;
		for(int i=0;i< 64;i++)
		{
			H=7-i/8;
			L=7-i%8;
			if(tof_data[i]< 500)
			{
			LCD_ShowIntNum(L*40,H*40+160,tof_data[i],5,WHITE,RED,16);		
			LCD_Fill(L*40,H*40+160+16,L*40+40,H*40+160+40,  RED);
			}
			else if(tof_data[i] >=500&&tof_data[i]< 700)
			{
			LCD_ShowIntNum(L*40,H*40+160,tof_data[i],5,WHITE,GREEN,16);		
			LCD_Fill(L*40,H*40+160+16,L*40+40,H*40+160+40,  GREEN);				
			}
			else if(tof_data[i] >=700&&tof_data[i]< 9000)			
			{
			LCD_ShowIntNum(L*40,H*40+160,tof_data[i],5,WHITE,BLACK,16);	
			LCD_Fill(L*40,H*40+160+16,L*40+40,H*40+160+40,  BLACK);	
			}				
			else
			{
			LCD_ShowString(L*40,H*40+160,"  X  ",WHITE,BLACK,16,0);	
			LCD_Fill(L*40,H*40+160+16,L*40+40,H*40+160+40,  BLACK);					
			}	
		}
	
	}			
    /* USER CODE END WHILE */

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

狀態說明

正常的數據返回狀態為5，為了保持數據一致，用戶需要過濾無效的目標器狀態。為了給出信心評級，狀態為5的目標被認為是100%有效的。6或9的狀態可以用50%的置信度來考慮。所有其他狀態都低于50%置信度。

演示結果