概述

本章展示如何使用VL53L5CX近接傳感器的"檢測閾值"功能。這個功能允許用戶為傳感器設置預定義的條件，當這些條件滿足時，傳感器可以觸發一個中斷。

最近在弄ST的課程，需要樣片的可以加群申請：615061293 。

VL53L5CX傳感器允許用戶更靈活地定義響應行為，特別是當檢測到特定的測量結果時。例如，可以設置當對象的距離低于或高于特定值時，觸發中斷。這種功能在各種實際應用中，如智能開關、安全系統或機器人導航中，都非常有用。

實現demo

主要展示了如何使用VL53L5CX傳感器來設置和使用檢測閾值。
實現為每個區域（在4x4分辨率中有16個區域）設定了兩個閾值：一個基于信號強度，另一個基于物體的測量距離。

視頻教學

[https://www.bilibili.com/video/BV1WC4y1G79n/]

樣品申請

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

源碼下載

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/88426870]

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。

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中添加對應頭文件。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "vl53l5cx.h"
#include "custom_ranging_sensor.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;
}


static int32_t status = 0;
static RANGING_SENSOR_Result_t Result;

/* USER CODE END PFP */

添加TOF初始化。
主要為設置檢測閾值。

/* USER CODE BEGIN 2 */


	/*********************************/
	/*  程序檢測閾值 */
	/*********************************/

    /* 在此示例中，我們希望每個區域有2個閾值，分辨率為4x4 */
    /* 創建閾值數組（大小不能更改） */
	VL53L5CX_DetectionThresholds thresholds[VL53L5CX_NB_THRESHOLDS];	
	
  /* Set all values to 0 */
  memset(&thresholds, 0, sizeof(thresholds));

	
  VL53L5CX_Object_t *pL5obj = CUSTOM_RANGING_CompObj[CUSTOM_VL53L5CX];

    /* 為所有區域添加閾值（在4x4的分辨率中有16個區域，或在8x8中有64個） */
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
		/* 第一個所需的閾值是GREATER_THAN模式。請注意，第一個必須始終使用數學操作VL53L5CX_OPERATION_NONE設置。
		 * 在此示例中，信號閾值設置為150 kcps/spads（格式會在驅動程序內自動更新）
		 */
    thresholds[2 * i].zone_num = i;
    thresholds[2 * i].measurement = VL53L5CX_SIGNAL_PER_SPAD_KCPS;
    thresholds[2 * i].type = VL53L5CX_GREATER_THAN_MAX_CHECKER;
    thresholds[2 * i].mathematic_operation = VL53L5CX_OPERATION_NONE;
    thresholds[2 * i].param_low_thresh = 150;
    thresholds[2 * i].param_high_thresh = 150;

		/* 第二個所需的檢查器是IN_WINDOW模式。我們將設置一個數學閾值VL53L5CX_OPERATION_OR，以將前一個檢查器添加到此檢查器。
		 * 在此示例中，距離閾值設置在200mm和400mm之間（格式會在驅動程序內自動更新）。
		 */
    thresholds[2 * i + 1].zone_num = i;
    thresholds[2 * i + 1].measurement = VL53L5CX_DISTANCE_MM;
    thresholds[2 * i + 1].type = VL53L5CX_IN_WINDOW;
    thresholds[2 * i + 1].mathematic_operation = VL53L5CX_OPERATION_OR;
    thresholds[2 * i + 1].param_low_thresh = 200;
    thresholds[2 * i + 1].param_high_thresh = 400;
  }

	/* 必須明確指出最后的閾值。因為我們有32個檢查器（16個區域x 2），所以最后一個是第31個 */
  thresholds[31].zone_num = VL53L5CX_LAST_THRESHOLD | thresholds[31].zone_num;

	/* 向傳感器發送閾值數組 */
	status |= vl53l5cx_set_detection_thresholds(&pL5obj- >Dev, thresholds);

	/* 啟用閾值檢測 */
	status |= vl53l5cx_set_detection_thresholds_enable(&pL5obj- >Dev, 1U);

	/* 設置傳感器的測量頻率，這決定了傳感器執行測量的速度 */
	status |= vl53l5cx_set_ranging_frequency_hz(&(pL5obj- >Dev), 10);
	
	
  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);
  }



  static VL53L5CX_ResultsData data;

  /* USER CODE END 2 */

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)
  {
	
	if(HAL_GPIO_ReadPin  ( GPIOB, GPIO_PIN_4) ==0)		
	{
		// 獲取傳感器的測距數據
		status = vl53l5cx_get_ranging_data(&(pL5obj- >Dev), &data);
		printf("n");
		// 循環打印所有16個區域的數據
		for (int i = 0; i < 16; i++) {
			printf("Zone : %3d, Status : %3u, Distance : %4d mm, Signal : %5lu kcps/SPADsrn",
							 i,
							 data.target_status[VL53L5CX_NB_TARGET_PER_ZONE * i],
							 data.distance_mm[VL53L5CX_NB_TARGET_PER_ZONE * i],
							 data.signal_per_spad[VL53L5CX_NB_TARGET_PER_ZONE * i]);
		}
	}
	
    /* USER CODE END WHILE */

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

Kcps/SPAD定義

Kcps/SPAD 是一個測量單位，其中 "Kcps" 代表千計數每秒（Kilo Counts Per Second），而 "SPAD" 代表單光子雪崩二極管（Single Photon Avalanche Diode）。
SPAD是一種高度敏感的光電二極管，當它接收到單個光子時就能產生雪崩擊穿，從而輸出較大的電流。由于其極高的靈敏度，它經常用于低光強度的測量中，如激光時間飛行距離測量（ToF）中。

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

當測量距離為200mm-400mm時，會觸發中斷，進行數據打印。