VL53L8CX TOF开发(4)----运动指示器

概述

最近在弄ST的课程，需要样片的可以加群申请：615061293 。

VL53L8CX传感器内置了一个固件功能，可以检测场景中的运动。这个运动指示器是基于连续帧之间来计算的。使用插件vl53l8cx_plugin_motion_indicator可以使用这个选项。
运动指示器通过vl53l8cx_motion_indicator_init()函数进行初始化。如果用户想要更改传感器的分辨率，他必须使用专用函数vl53l8cx_motion_indicator_set_resolution()来更新运动指示器的分辨率。
用户还可以更改检测运动的最小和最大距离。最小距离和最大距离之间的差异不能超过1500毫米。默认情况下，距离是在400毫米到1500毫米之间初始化的。
结果存储在motion_indicator字段中。在这个字段里，数组motion给出了每个区域的运动强度值。高值表示帧之间的高运动变化。典型的运动会给出一个在100到500之间的值。这种敏感性取决于集成时间、目标距离和目标反射率。
对于低功耗应用，理想的组合是使用运动指示器与自主测距模式，并在运动上编程检测阈值。这允许在FoV（视场）中检测运动变化，同时保持最小的功耗。

视频教学

https://www.bilibili.com/video/BV17T421S7qx/

样品申请

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

源码下载

https://download.csdn.net/download/qq_24312945/89328515

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，需要的可以进行申请。
主控为STM32G431CB，TOF为VL53L8CX

生成STM32CUBEMX

选择MCU

测试版所用的MCU为STM32G431CB。

串口配置

查看原理图，PA9和PA10设置为开发板的串口。

配置串口。

IIC配置

在这个应用中，VL53L8CX模块通过I2C（IIC）接口与主控器通信。具体来说，VL53L8CX模块的I2C引脚连接到主控器的PA8和PB5两个IO口。

配置IIC为快速模式，速度为400k。

LPn 设置

若进行IIC通讯，LPn设置为高电平状态。

这里对应管脚为PA12。

配置为PA12。

INT设置

自主模式可以通过获取INT管脚进行判断数据是否准备好。

配置PA11为输入模式。

X-CUBE-TOF1

本节介绍在不需要使用样例应用时如何使用STM32CubeMX将X-CUBE-TOF1软件包添加到项目中。有了这样的设置，就只配置了驱动层。

串口重定向

打开魔术棒，勾选MicroLIB

在main.c中，添加头文件，若不添加会出现 identifier “FILE” is undefined报错。

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

函数声明和串口重定向：

/* 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 */

代码配置

在custom_ranging_sensor.c代码中，有IO口驱动VL53L8CX进行复位的代码，由于没有配置对应的IO，所以需要注释掉。

检测流程

1. 初始化阶段 (用户代码开始 2):
   ○ 声明并初始化一些变量，包括status（状态），isReady（准备就绪标志），i（循环变量），以及与VL53L8CX运动检测相关的结构。
   ○ 获取VL53L8CX设备的引用。
2. 配置运动指示器:
   ○ 使用4x4的分辨率初始化运动指示器。如果失败，则打印错误信息并返回状态。
   ○ 可选地更改用于检测运动的最小和最大距离。这些距离有一些限制，如果超出这些限制，则会返回错误。
   ○ 如果用户需要，可以更改传感器的分辨率。同时，也需要更新运动指示器的分辨率。
   ○ 为示例设置测距频率为2Hz。如果设置失败，打印错误信息。
3. 开始测距:
   ○ 启动VL53L8CX设备的测距功能。
4. 测距循环 (无限循环):
   ○ 检查VL53L8CX设备是否有新的数据可用。
   ○ 如果有新数据：
   ■ 获取测距数据。
   ■ 打印数据流计数（可能是一个连续的测量编号）。
   ■ 打印每个区域（在4x4分辨率下有16个区域）的运动强度。
   这个程序主要用于配置VL53L5CX传感器的运动指示器，然后不断地从传感器获取测距数据，并打印出每个区域的运动强度。

TOF代码配置

在main.c中添加对应头文件。

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

#include "custom_ranging_sensor.h"
#include "vl53l8cx_plugin_motion_indicator.h"

/* USER CODE END Includes */

函数与变量定义：

/* 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。
主要为配置运动指示器。

  /* USER CODE BEGIN 2 */
	uint8_t 				status, isReady, i;
	VL53L8CX_Motion_Configuration 	motion_config;	/* 运动配置 */
	VL53L8CX_Object_t *pL8obj = CUSTOM_RANGING_CompObj[CUSTOM_VL53L8CX];
	VL53L8CX_ResultsData 	Results;		/* 来自VL53L5CX的结果数据 */
	/*********************************/
	/*     编程运动指示器             */
	/*********************************/

	/* 使用4x4分辨率创建运动指示器 */
	status = vl53l8cx_motion_indicator_init(&pL8obj->Dev, &motion_config, VL53L8CX_RESOLUTION_4X4);
	if(status)
	{
		printf("运动指示器初始化失败，状态 : %un", status);
		return status;
	}

	/* (可选) 更改用于检测运动的最小和最大距离。最小和最大之间的差异
	 * 不得超过1500mm，最小值不能小于400mm，否则下面的函数返回错误127 */
	status = vl53l8cx_motion_indicator_set_distance_motion(&pL8obj->Dev, &motion_config, 1000, 2000);
	if(status)
	{
		printf("设置运动指示器距离失败，状态 : %un", status);
		return status;
	}

	/* 如果用户想要更改分辨率，他还需要更新运动指示器的分辨率 */
	//status = vl53l5cx_set_resolution(&Dev, VL53L5CX_RESOLUTION_4X4);
	//status = vl53l5cx_motion_indicator_set_resolution(&Dev, &motion_config, VL53L5CX_RESOLUTION_4X4);

	/* 为了示例，增加测距频率 */
	status = vl53l8cx_set_ranging_frequency_hz(&pL8obj->Dev, 2);
	if(status)
	{
		printf("设置vl53l8cx测距频率失败，状态 : %urn", status);
		return status;
	}

	/*********************************/
	/*          测距循环              */
	/*********************************/

	status = vl53l8cx_start_ranging(&pL8obj->Dev);

  /* USER CODE END 2 */

主程序

主程序来获取对应的isReady位状态来判定数据是否准备好或者判断INT的IO状态也可。

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	if(HAL_GPIO_ReadPin  ( GPIOA, GPIO_PIN_11) ==0)		
	{

		status = vl53l8cx_check_data_ready(&pL8obj->Dev, &isReady);			
		if(isReady)
		{
			vl53l8cx_get_ranging_data(&pL8obj->Dev, &Results);

			/* 由于传感器默认设置为4x4模式，我们总共有
			 * 16个区域要打印。在此示例中，只打印第一个区域的数据 */
			printf("打印数据编号 : %3un", pL8obj->Dev.streamcount);
			for(i = 0; i < 16; i++)
			{
				printf("区域 : %3d, 运动强度 : %3lun",
					i,
					Results.motion_indicator.motion[motion_config.map_id[i]]);
			}
			printf("n");
		}


	}	
		
    /* USER CODE END WHILE */

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

演示结果

静止状态下运动强度如下所示。

检测运动情况下运动强度如下所示。