VL53L0x TOF激光测距的 stm32 HAL库驱动代码

VL53L0x 是ST公司生成的 TOF激光测距传感器，得益于非常小巧的尺寸，很容易放入手机、无人机中，提供更加精准、稳定的测距方式。

本文代码，使用 STM32F4xx的 HAL库。

VL53L0x.c

#include "VL53L0x.h"
#include <math.h>
#include "PersonalMath.h"struct VL53L0xData  VL53L0x_Bottom;      //底部连接在IIC2的VL53L0x的数据void VL53L0x_init(I2C_HandleTypeDef *hi2c)
{   uint8_t VL53L0x_SendData[2] = {0x01};uint8_t VL53L0x_RecData[5] ;/*    //Revision ID:HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_IDENTIFICATION_REVISION_ID, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData, 1, 10);//Device ID:HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_IDENTIFICATION_MODEL_ID, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData+1, 1, 10);//PRE_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD =HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_PRE_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData+2, 1, 10);//FINAL_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD=HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_FINAL_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData+3, 1, 10);*/HAL_I2C_Mem_Write(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_SYSRANGE_START, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_SendData, 1, 1);//HAL_Delay(500);VL53L0x_SendData[1] = 100;while(VL53L0x_SendData[1]--){HAL_Delay(1);HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_RESULT_RANGE_STATUS, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData+4, 1, 1);if (VL53L0x_RecData[4] & 0x01) break;}
}//检查VL53L0x是否正常
//检查成功返回0
//检查失败返回1
uint8_t VL53L0x_Check(I2C_HandleTypeDef *hi2c)
{   uint8_t VL53L0x_SendData[2] = {0x01};uint8_t VL53L0x_RecData[5] ;//Revision ID:HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_IDENTIFICATION_REVISION_ID, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData, 1, 1);//Device ID:HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_IDENTIFICATION_MODEL_ID, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData+1, 1, 1);//PRE_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD =HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_PRE_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData+2, 1, 1);//FINAL_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD=HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_FINAL_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData+3, 1, 1);HAL_I2C_Mem_Write(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_SYSRANGE_START, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_SendData, 1, 1);HAL_Delay(500);VL53L0x_SendData[1] = 100;while(VL53L0x_SendData[1]--){HAL_Delay(10);HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_RESULT_RANGE_STATUS, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_RecData+4, 1, 1);if (VL53L0x_RecData[4] & 0x01) break;}if (VL53L0x_RecData[4] & 0x01) return 0;              //检查成功返回0else return 1; //检查失败返回1
}//VL53L0x转换一次
void VL53L0x_StartConversion(I2C_HandleTypeDef *hi2c)
{uint8_t VL53L0x_SendData[1] = {0x01};HAL_I2C_Mem_Write(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_SYSRANGE_START, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL53L0x_SendData, 1, 1);
}uint16_t makeuint16(int lsb, int msb)
{return ((msb & 0xFF) << 8) | (lsb & 0xFF);
}//VL53L0x读取距离等数据反馈信息
void VL53L0x_ReadDistance(I2C_HandleTypeDef *hi2c, struct VL53L0xData *VL_temp)
{//记录历史有效值VL_temp->dist_last = VL_temp->distValid;HAL_I2C_Mem_Read(hi2c, VL53L0x_add, VL53L0X_REG_RESULT_RANGE_STATUS, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, VL_temp->vtemp, 12, 1);VL_temp->acnt = makeuint16(VL_temp->vtemp[7], VL_temp->vtemp[6]);VL_temp->scnt = makeuint16(VL_temp->vtemp[9], VL_temp->vtemp[8]);VL_temp->dist = makeuint16(VL_temp->vtemp[11], VL_temp->vtemp[10]);VL_temp->DeviceRangeStatusInternal = ((VL_temp->vtemp[0] & 0x78) >> 3);//提取有效值if(VL_temp->dist <= 0x0014)      //距离数据无效VL_temp->distValid = VL_temp->dist_last;else     //有效VL_temp->distValid = VL_temp->dist;/*    下面的代码具体干嘛的时间长忘记了，功能是根据对地倾角求得飞机的高度，大家可以直接删掉 */uint8_t i,j;for(i = 14;i>0;i--){VL_temp->dist_buff[i] = VL_temp->dist_buff[i-1];}VL_temp->dist_buff[0] = VL_temp->distValid;i =0;j=0;for(i=0;i<6;i++){if(VL_temp->dist_buff[i] >=2000)j++;}if(j >= 2)     // 1/3的溢出率VL_temp->distValidFinal = 2000;else       //从数组里筛选出最近的有效值{i=0;for(i=0;i<15;i++){if(VL_temp->dist_buff[i] <2000)break;}VL_temp->distValidFinal = VL_temp->dist_buff[i];}VL_temp->GroundDis_last = VL_temp->GroundDis;VL_temp->GroundDis = (float)VL_temp->distValidFinal /1000;VL_temp->GroundDis = VL_temp->GroundDis *cos(ABS((PostureAngle.Pitch /180 *3.14159))) *cos(ABS((PostureAngle.Roll /180 *3.14159)));
}

VL53L0x.h

#ifndef __VL53L0X_H
#define __VL53L0X_H
#include "stm32f4xx_hal.h"
#include "i2c.h"#include "Structure.h"
#include "Algorithm_filter.h"#define VL_CS1_Enable        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_2,(GPIO_PinState)1);   //左侧VL53L0X的PB2拉高使能
#define VL_CS1_Disable      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_2,(GPIO_PinState)0);   //左侧VL53L0X的PB2拉低失能#define VL_CS2_Enable        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,(GPIO_PinState)1);   //右侧VL53L0X的PB1拉高使能
#define VL_CS2_Disable      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,(GPIO_PinState)0);   //右侧VL53L0X的PB1拉低失能//寄存器操作函数
#define VL53L0x_add         0x52            //VL53L0x的IIC器件地址#define VL53L0X_REG_IDENTIFICATION_MODEL_ID         0xc0
#define VL53L0X_REG_IDENTIFICATION_REVISION_ID      0xc2
#define VL53L0X_REG_PRE_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD   0x50
#define VL53L0X_REG_FINAL_RANGE_CONFIG_VCSEL_PERIOD 0x70
#define VL53L0X_REG_SYSRANGE_START                  0x00
#define VL53L0X_REG_RESULT_INTERRUPT_STATUS         0x13
#define VL53L0X_REG_RESULT_RANGE_STATUS             0x14struct VL53L0xData {uint8_t vtemp[12];uint16_t acnt;        //环境统计,激光光强uint16_t scnt;       //信号数uint16_t dist;     //距离，单位mm    最原始数据uint8_t DeviceRangeStatusInternal;uint16_t dist_last;      //历史有效值，用来判断uint16_t distValid;      //原始距离值提取后的有效值uint16_t dist_buff[15];       //测距的滑窗缓存uint16_t distValidFinal;float GroundDis;float GroundDis_last;float Speed;float Speed_last;uint16_t distFilted; //卡尔曼滤波后的距离值uint16_t distFilted_1;//卡尔曼后 + 一阶低通滤波uint8_t Flag_OverRange;   //超出量程标志位/* uint16_t dist_Original; //原始距离值uint16_t dist_OriginalValid; //原始距离值提取后的有效值uint16_t dist_OriginalValid_lsat;*/
};extern struct VL53L0xData  VL53L0x_Bottom;        //底部连接在IIC2的VL53L0x的数据void VL53L0x_init(I2C_HandleTypeDef *hi2c);//检查VL53L0x是否正常
uint8_t VL53L0x_Check(I2C_HandleTypeDef *hi2c);//VL53L0x转换一次
void VL53L0x_StartConversion(I2C_HandleTypeDef *hi2c);//VL53L0x读取距离等数据反馈信息
void VL53L0x_ReadDistance(I2C_HandleTypeDef *hi2c, struct VL53L0xData *VL_temp);void VL53L0x_DataFitting(void);#endif

I2C2 在 STM32CubeMX 的配置：

感慨一小下

压了三年的箱底，可算翻出来了。

当时这款传感器比较新，ST提供的驱动是linux的，CubeMX和HAL库也刚步入正轨，所以借鉴了好多。Arduino的，博客的。

以前懒得码字，可现在学东西多路总容易忘记以前的东西，拿博客当云笔记用，发表出来兴许还能帮到别人，岂不美哉。

更好的 VL53L1x 早已上市，十分好这条产品线。等测距速度提上去，再与MEMS振镜结合，这不就Mini固态激光雷达嘛。

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