ESP32应用教程（1）— VL53L3CX距离传感器

news2024/11/20 8:44:13

文章目录

前言

1 产品概述

1.1 技术规格

1.2 系统框图

1.3 设备引脚分布

2 工作流程

2.1 系统功能描述

2.2 状态机描述

2.3 测距模式说明

3 控制接口

3.1 设备地址

3.2 I²C写1个字节数据

3.3 I²C读1个字节数据

3.4 I²C写多个字节数据

3.5 I²C读多个字节数据

3.6 I²C 接口 - 参考寄存器

4 代码说明

4.1 下载编译

4.2 代码结构

5 波形分析

前言

本文介绍了在 ESP32 DEVKIT V1 开发板上开发 VL53L3CX 距离传感器的过程。

VL53L3CX 是意法半导体的最新飞行时间（ToF）产品，并嵌入了意法半导体的第三代 FlightSense 专利技术。它结合了高性能的接近和测距传感器，具有多目标距离测量和自动污点校正功能。微型可回流封装集成了单光子雪崩二极管（SPAD）阵列和物理红外滤光片，在各种环境照明条件下实现最佳测距性能，并配有各种盖片。

VL53L3CX 结合了高性能接近传感器的优点、出色的近距离线性度以及高达 3m 的测距能力。

凭借获得专利的算法和巧妙的模块构造，VL53L3CX 还能够通过深度检测视野（FoV）内的不同对象。意法半导体的直方图算法允许覆盖玻璃的串扰抗扰度超过 80cm，并具有动态污迹补偿功能。

  • 完全集成的小型化模块
    • 发射器：940nm 不可见激光（VCSEL）及其模拟驱动器；
    • 运行进阶数字固件的低功耗微控制器；
    • 尺寸：4.4 x 2.4 x 1 mm。
  • 快速，精确测距
    • 基于直方图技术；
    • 完整视野（FoV）时，高达 300cm+ 的检测范围；
    • 使用专利算法（直接 ToF）可以远距离覆盖玻璃串扰和指纹污迹；
    • 动态指纹污迹补偿；
    • 短距离，高精度线性；
    • 多目标检测和距离测量。
  • 典型全视野：25°
  • 方便集成
    • 可回流组件；
    • 提供零件间或通用形状串扰校准；
    • 单电源；
    • 适用于多种类型的覆盖玻璃材料；
    • I²C 接口（可达 1MHz）；
    • Xshutdown 复位并中断 GPIO 以优化测距操作；
    • 包含 C 和 Linux 全套软件驱动程序。

1 产品概述

1.1 技术规格

1.2 系统框图

1.3 设备引脚分布

2 工作流程

2.1 系统功能描述

下图显示了系统级功能说明。客户主机应用程序使用应用编程接口 (API) 控制设备。API 的实现以驱动程序（裸 C 代码或 Linux 驱动程序）的形式交付给客户。

驱动程序与客户应用程序共享一套高级功能，可控制设备固件，如初始化、范围启动/停止、设置系统精度等。

用户的应用程序调用 API 中的函数，然后 API 通过 IIC 与 VL53L3CX 中的固件（Firmware）进行通信，固件再操作硬件。

2.2 状态机描述

下图显示了设备状态机。

上电以后，VL53L3CX 会进入 Hw Standby 状态，这是待机状态，功耗很低。然后拉高 XSHUT脚，让 VL53L3CX 进入 Initial Boot 状态，自动进入软件待机状态。主机初始化开始，准备校准。如果不需要待机状态，可以把 XSHUT 接到 AVDD 上。VL53L3CX 处于休眠状态是不能进行 IIC 通信的。

2.3 测距模式说明

VL53L3CX 的专用运行模式（称为 "预设"）是 "测距模式"。在该模式下，软件驱动程序提供了统包功能，可在所有客户应用中快速、轻松地进行测距： 测距模式是获得 VL53L3CX 最佳功能的配置。

  • 测距模式对 80cm 以外的盖板玻璃串扰和污点具有本机抗扰度。利用获得专利的算法（直接 ToF），可以进行时间滤波，将串扰信号与距离大于 80cm 的物体信号区分开来。现在，与市场上的其他传感器不同，在盖上玻璃的情况下，可以实现 300cm 的同类最佳测距性能，而且无需任何计算；
  • 测距模式可同时检测 FoV 内的多个物体。软件驱动程序最多可同时输出四个范围，以显示物体的范围。详情请查阅最新的软件驱动程序手册 了解更多详情；
  • 调用驱动函数后，默认以 30Hz 的频率执行测距操作（典型测距操作持续 33ms）。它包括内部内务管理、测距和后处理。

3 控制接口

本节介绍控制接口。I²C 接口使用两个信号：串行数据线 (SDA) 和串行时钟线 (SCL)。连接到总线上的每个设备都使用唯一的地址，存在简单的主/从关系。

SDA 和 SCL 线路均通过主机上的上拉电阻与正电源电压相连。当线路处于浮动状态，上拉电阻器将线路拉高时，线路处于高电平状态。当没有数据传输时，两条线路均为高电平。

时钟信号 (SCL) 由主设备生成。主设备启动数据传输。产品设备上的 I²C 总线最大速度为1Mbits/s，默认设备地址为 0x52。

信息以 8 位数据包（字节）的形式打包，后面总是跟着一个确认位，Ac 表示 VL53L3CX 确认，Am 表示主确认（主机总线主控）。内部数据通过在 SCL 上升沿采样 SDA  产生。外部数据必须在 SCL 的高电平期间保持稳定。但在 SCL 为高电平时，SDA 分别下降或上升时的启动 (S) 或停止 (P) 条件除外。

报文包含一系列字节，前面是启动条件，后面是停止或重复启动（另一个启动条件，但前面没有停止条件），然后是另一条报文。第一个字节包含设备地址（0x52），并指定数据方向。如果最低有效位为低位（即 0x52），则报文是主从写入。如果 LSB 被置位（即 0x53），则信息是主从读取。

3.1 设备地址

VL53L3CX 模块的 I²C 通讯地址是 0x52。

3.2 I²C写1个字节数据

与飞行时间传感器的所有串行接口通信必须以启动条件开始。VL53L3CX 模块通过将 SDA 线变为低电平来确认收到有效地址。读/写位（地址字节的 LSB）的状态将被存储，并可解释从 SDA 采样的下一个数据字节。在写入序列中，接收到的第二个字节提供一个 16 位索引，该索引指向一个内部 8 位寄存器。

从站接收到数据后，逐位写入串行/并行寄存器。从站接收到每个数据字节后，都会产生一个确认。然后，数据将被存储到由当前索引寻址的内部寄存器中。

在读取信息期间，当前索引所寻址寄存器的内容将在设备地址字节之后的字节中读出。该寄存器的内容被并行加载到串行/并行寄存器中，并通过 SCL 的下降沿从设备中时钟输出。

3.3 I²C读1个字节数据

在读取和写入信息序列中，每个字节结束时，接收设备都会发出确认（即 VL53L3CX 设备为写入，主机为读取）。

3.4 I²C写多个字节数据

总线主站只能通过发出停止条件或在读取操作过程中读取完整字节后发出负确认（即不将 SDA 线路拉低）来终止报文。接口还支持自动递增索引。因此，主站可以连续向从站发送数据字节，直到从站无法提供确认，或者主站通过停止条件终止写入通信。如果使用自动递增功能，主站就不必在发送数据字节时同时发送地址索引。

3.5 I²C读多个字节数据

3.6 I²C 接口 - 参考寄存器

下表所示寄存器可用于验证用户 I²C 接口。

4 代码说明

4.1 下载编译

1. 下载代码

git clone https://github.com/EmotionFly/ESP32_VL53L3CX.git
cd ESP32_VL53L3CX

2. 获取 esp-idf 库的环境

. $HOME/esp/esp-idf/export.sh

3. 编译—>下载—>监控

idf.py flash monitor

4.2 代码结构

1. 先确定测量数据是否已准备就绪。

VL53L1_GetMeasurementDataReady(&dev, &dataReady);

VL53L1_Error VL53L1_GetMeasurementDataReady(VL53L1_DEV Dev,
	uint8_t *pMeasurementDataReady)
{
	VL53L1_Error Status = VL53L1_ERROR_NONE;

	LOG_FUNCTION_START("");

	Status = VL53L1_is_new_data_ready(Dev, pMeasurementDataReady);

	LOG_FUNCTION_END(Status);
	return Status;
}

本质是访问 GPIO__TIO_HV_STATUS(0x0031) 寄存器的数据。

2. 获取测量数据。

VL53L1_GetRangingMeasurementData(&dev, &rangingData);

VL53L1_Error VL53L1_GetRangingMeasurementData(VL53L1_DEV Dev,
	VL53L1_RangingMeasurementData_t *pRangingMeasurementData)
{
	VL53L1_Error Status = VL53L1_ERROR_NONE;
	VL53L1_range_results_t       results;
	VL53L1_range_results_t       *presults = &results;
	VL53L1_range_data_t *presults_data;

	LOG_FUNCTION_START("");


	/* Clear Ranging Data */
	memset(pRangingMeasurementData, 0xFF,
		sizeof(VL53L1_RangingMeasurementData_t));

	/* Get Ranging Data */
	Status = VL53L1_get_device_results(
			Dev,
			VL53L1_DEVICERESULTSLEVEL_FULL,
			presults);

	if (Status == VL53L1_ERROR_NONE) {
		pRangingMeasurementData->StreamCount = presults->stream_count;

		/* in case of lite ranging or autonomous the following function
		 * returns index = 0
		 */
		presults_data = &(presults->data[0]);
		Status = SetSimpleData(Dev, 1,
				presults->device_status,
				presults_data,
				pRangingMeasurementData);
	}

	LOG_FUNCTION_END(Status);
	return Status;
}

本质是访问 RESULT__RANGE_STATUS(0x0089)和 RESULT__FINAL_CROSSTALK_CORRECTED_RANGE_MM_SD0(0x0096)寄存器的数据。

3. 系统中断清零

本质是将 SYSTEM__INTERRUPT_CLEAR(0x0086) 寄存器置 1。

5 波形分析

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/927500.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

国际评级机构下调美国银行业评级，美国区域性银行风险仍存在？

国际评级机构下调美国银行业评级，美国区域性银行风险仍存在？

KlipC报道：国际评级机构标准普尔更新了对10家美国银行的评级，其中5家美国银行的信用评价呗下调一级，2家银行前景展望被调整为“负面”。 关于下调5家银行评级的原因，标普表示：这主要是有些美国地区银行不仅资金状况出现…
阅读更多...
rabbitmq的优先级队列

rabbitmq的优先级队列

在我们系统中有一个 订单催付 的场景，我们的客户在天猫下的订单 , 淘宝会及时将订单推送给我们，如果在用户设定的时间内未付款那么就会给用户推送一条短信提醒，很简单的一个功能对吧，但是，tianmao商家对我们来说&#…
阅读更多...
npm yarn pnpm npx nvm 命令怎么区分怎么用

npm yarn pnpm npx nvm 命令怎么区分怎么用

npm​​​​​​​ 包管理器，可以用来安装、卸载、更新和管理各种包npm的package.json中文文档 参数 - install：安装一个或多个包。例如：npm install 。 uninstall：卸载一个包。例如：npm uninstall 。 update&#xf…
阅读更多...
登录认证-登录校验-会话技术方案选择和对比(cookie、session和JWT令牌)

登录认证-登录校验-会话技术方案选择和对比(cookie、session和JWT令牌)

会话技术方案选择和对比 一、背景说明二、会话技术之 Cookie1、为什么说cookie是客户端会话技术2、cookie的优点和缺点 三、会话技术之 Session1、为什么说Session是服务端会话技术2、session的优点和缺点 四、令牌技术JWT1、JWT 的原理2、JWT的优点和缺点 一、背景说明 在开发…
阅读更多...
5小时玩转阿里云实时计算Flink实时湖仓之代码文档

5小时玩转阿里云实时计算Flink实时湖仓之代码文档

文章目录 视频链接 bxg代码文档项目离线数据准备MySQL映射表流数据准备num.txtmakedata.log(空文件)start.shcreate-log.shinsert-data.sh 维表创建paimon_dim表mysql_to_paimon_dim任务 事实表ODS层ECS创建ods层kafka topickafka_ods表mysql_to_kafka_ods数据插入paimon_ods表…
阅读更多...
什么牌子的运动耳机好、好的运动耳机排行榜

什么牌子的运动耳机好、好的运动耳机排行榜

运动与健康息息相关，人们越来越认识到运动带来的益处，例如增强心肺功能、提高新陈代谢率，并能预防多种慢性疾病。随着社交媒体上越来越多人分享自己的运动心得，更多的人也被激发起参与其中的热情。在运动过程中，音乐的…
阅读更多...
vue实现表格的动态高度

vue实现表格的动态高度

需求：表格能够根据窗口的大小自动适配页面高度 防抖和节流函数的使用场景是当需要对频繁触发的事件进行限制时，例如： 防抖函数常用于限制用户在短时间内多次触发某一事件，例如搜索框输入并搜索，当用户一直在输入时，我们可以使用防抖函数来避免多次请求搜索结果，减轻服…
阅读更多...
【el-tree】树形组件图标的自定义

【el-tree】树形组件图标的自定义

饿了么树形组件的图标自定义 默认样式: 可以看到el-tree组件左侧自带展开与收起图标,咱们可以把它隐藏:: .groupList {::v-deep .el-tree-node { .el-icon-caret-right {display: none;} } } 我的全部代码 <div class"groupList"><el…
阅读更多...
AI 时代，程序员无需焦虑

AI 时代，程序员无需焦虑

作者简介&#xff1a; 辭七七&#xff0c;目前大一&#xff0c;正在学习C/C&#xff0c;Java&#xff0c;Python等 作者主页&#xff1a; 七七的个人主页 文章收录专栏&#xff1a; 七七的闲谈 欢迎大家点赞 &#x1f44d; 收藏 ⭐ 加关注哦&#xff01;&#x1f496;&#x1f…
阅读更多...
开发电子木鱼功德+1需要多少钱

开发电子木鱼功德+1需要多少钱

冥想木鱼小程序是一种结合了冥想和科技的应用形式&#xff0c;为用户提供了随时随地进行冥想的便捷方式。开发一款高质量的冥想木鱼小程序需要综合考虑技术实现、冥想专业性和用户体验等多个方面。本文将详细介绍冥想木鱼小程序的开发过程&#xff0c;并探讨其中的专业性与思考…
阅读更多...
数据的画布，洞察的窗口：畅想可视化大屏的未来

数据的画布，洞察的窗口：畅想可视化大屏的未来

可视化大屏&#xff0c;作为信息传达的魔法之笔&#xff0c;正以其独特的魅力在各个领域迅速崭露头角。它将抽象的数据和信息转化为丰富多彩的图形、图表和动画&#xff0c;以更直观、生动的方式呈现在人们的眼前。 无论身处何地&#xff0c;可视化大屏都能显现其强大的应用价…
阅读更多...
GPT和AI绘图学习【第13期】，chatgpt文案制作引导并写出爆款小红书推文、AI换脸、客服话术回复等

GPT和AI绘图学习【第13期】，chatgpt文案制作引导并写出爆款小红书推文、AI换脸、客服话术回复等

第13期GPT和AI绘图学习班&#xff0c;主要内容包括&#xff1a;ChatGPT文案制作引导并写出爆款小红书推文、分析数据、策划视频脚本、图片扩展、高效修图、产品设计、平面设计、线镐渲染、AI换脸、客服话术回复等。 目录&#xff1a; 1.第1天&#xff1a;运用GPT提高工作效率…
阅读更多...
【随笔】如何使用阿里云的OSS保存基础的服务器环境

【随笔】如何使用阿里云的OSS保存基础的服务器环境

使用阿里云OSS创建一个存储仓库&#xff1a;bucket 在Linux上下载并安装阿里云的ossutil工具 // 命令行&#xff0c;是linux环境 3. 安装ossutil。sudo -v ; curl https://gosspublic.alicdn.com/ossutil/install.sh | sudo bash 说明:安装过程中&#xff0c;需要使用解压工具…
阅读更多...
MyBatis的核心技术掌握，简单易懂（上）

MyBatis的核心技术掌握，简单易懂（上）

目录 一.MyBatis中的动态SQL 二.MyBatis中的模糊查询 1. # 符号 2. $ 符号 ---问题 ---所以大家知道 # 和 $ 在MyBatis中的模糊查询中的区别了嘛&#xff1f;&#xff1f; 三.MyBatis 中的结果映射 1. resultType&#xff1a; 2. resultMap&#xff1a; ---问题 ---…
阅读更多...
【学习FreeRTOS】第18章——FreeRTOS软件定时器

【学习FreeRTOS】第18章——FreeRTOS软件定时器

1.软件定时器的简介 定时器&#xff1a;从指定的时刻开始&#xff0c;经过一个指定时间&#xff0c;然后触发一个超时事件&#xff0c;用户可自定义定时器的周期硬件定时器&#xff1a;芯片本身自带的定时器模块&#xff0c;硬件定时器的精度一般很高&#xff0c;每次在定时时…
阅读更多...
文字的力量：如何细节决定工作与个人成长的走向

文字的力量：如何细节决定工作与个人成长的走向

在工作和个人发展的道路上&#xff0c;写作与沟通是两个不可或缺的技能。而这其中&#xff0c;错别字、敏感词、政治口号、标点错误以及常识性错误这些细节&#xff0c;常常被忽视&#xff0c;但其对个人和工作的影响却是深远的。这些细节不仅直接反映出一个人的专业程度&#…
阅读更多...
解决，worldGeo.db中有geom数据的x1表无法在QGIS中成图像

解决，worldGeo.db中有geom数据的x1表无法在QGIS中成图像

原因:缺少geom数据对应的坐标geometry_columns文件,如下图所示&#xff1a; STEP: 1,在navicat_for_SQLite中将目标表x1中字段geom中blob改成,POINT,或者MULTIPOLYGON等对应的格式 注意&#xff01;&#xff1a;f_table_name 表名 和 f_geometry_column geom空间数据所在字段…
阅读更多...
【FPGA】verilog语法的学习与应用 —— 位操作 | 参数化设计

【FPGA】verilog语法的学习与应用 —— 位操作 | 参数化设计

【FPGA】verilog语法的学习与应用 —— 位操作 | 参数化设计 学习新语法&#xff0c;争做新青年 计数器实验升级&#xff0c;让8个LED灯每个0.5s的速率循环闪烁&#xff0c;流水灯ahh好久不见~ 去年光这个就把我折磨够呛。。我肉眼可见的脱发就是从那时候开始的。。在那两个月…
阅读更多...
Linux学习记录——이십유 多线程（3）

Linux学习记录——이십유 多线程（3）

文章目录 1、生产者消费者模型1、基于BlockingQueue的生产者消费者模型2、对模型全面的认识3、多生产者多消费者 2、信号量1、POSIX信号量2、基于环形队列的生产消费模型3、多生产者多消费者 3、多生产者多消费者模型的意义 1、生产者消费者模型 顾名思义&#xff0c;就像是供…
阅读更多...
sed编辑器在windows平台上的使用

sed编辑器在windows平台上的使用

一、写在前面 我们经常在linux上使用sed命令去替换文件里面固定字符串&#xff0c;但是有时候我们使用的windows系统&#xff0c;文件太大又不方便传到linux上去操作&#xff0c;反复上去和下载浪费空间&#xff0c;又浪费传输的带宽。所以在windows上我们也必须要有sed工具&a…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023