两路VL53L0X激光测距传感器的使用

两个VL53L0X激光测距传感器的使用

序言
最近在项目中需要用到VL53L0X激光传感器进行测距，于是大概的研究了一下。开始使用的是正点原子的例程，但是项目中要使用到两个，于是乎对其进行了部分更改移植，目前来说在自己画的板子上（STM32F103RCT6）能够正常运行，但是中间也是弄了好几天，目前来看，问题都是出在很多小问题上，因此在这里做个总结。

首先将我使用到的相关参考资料在这里贴出来，有需要的伙伴可以去看一下，这里我就不重复他们资料里面的问题了，只是将我使用过程中所遇到的问题指出来说一下

参考资料
1、一个VL53L0X激光测距：正点原子的Vl53L0X激光测距传感器的例程，可以自己移步到这里下载：正点原子激光测距传感器
2、四个VL53L0X激光测距：四路Vl53L0X激光测距

问题1：
问题描述：
由于我是结合了这两份资料来进行移植修改的，因此，程序代码多少和这两份代码都有一些差异。首先是我只使用一个VL53L0X来进行测距，发现串口总是打印接口错误

问题原因：
确实就如返回的错误状态所说，接口错误，也就是说，自己画的板子，接口和程序里面的不匹配，导致初始化总是失败，这里的接口错误可能有好几个地方：一是AT24C02的模拟IIC引脚初始化和位带操作这里没有匹配；二是VL53L0X的模拟IIC和片选引脚XSH没有配置对，这里一定要多仔细一点，只要是报接口错误，多半都是要么没有初始化，要么宏定义（位带操作）没有修改，或者是没有开启相应的时钟等

问题2：
问题描述：
在修改了所有的引脚定义以后，初始化成功。但是发现又有一个新的问题，那就是测量数据总是异常，一会儿是7、8，一会儿又跳变到65530等较大的数字；有时候确是120mm以内正常，超过以后就数值异常。

问题原因：
这个问题可能有两个原因，第一个就是没有校准，所以导致测量数据异常，重新进行校准即可；这里还有第二个原因，也是困扰我两天的问题，这里贴出来。前面说过，我是结合了两份代码进行修改的，因此很多地方就是两份代码都用到过，例如这里：
原子的测量函数：

//VL53L0X 单次距离测量函数
//dev:设备I2C参数结构体
//pdata:保存测量数据结构体
VL53L0X_Error vl53l0x_start_single_test(VL53L0X_Dev_t *dev,VL53L0X_RangingMeasurementData_t *pdata,char *buf)
{VL53L0X_Error status = VL53L0X_ERROR_NONE;uint8_t RangeStatus;    status = VL53L0X_PerformSingleRangingMeasurement(dev, pdata);//执行单次测距并获取测距测量数据if(status !=VL53L0X_ERROR_NONE) return status;RangeStatus = pdata->RangeStatus;//获取当前测量状态memset(buf,0x00,VL53L0X_MAX_STRING_LENGTH);VL53L0X_GetRangeStatusString(RangeStatus,buf);//根据测量状态读取状态字符串Distance_data = pdata->RangeMilliMeter;//保存最近一次测距测量数据return status;
}

另一份代码的测量函数：

//执行单次测量
uint16_t vl53l0x_start_single_test(VL53L0X_Dev_t *pdev,VL53L0X_RangingMeasurementData_t *pdata)
{int i = 0, j = 0, sum = 0;VL53L0X_Error status = VL53L0X_ERROR_NONE;if(vl53l0x_status != VL53L0X_ERROR_NONE)return vl53l0x_status;status = VL53L0X_PerformSingleRangingMeasurement(pdev, pdata);   //VL53L0X执行单一测量范围if(status != VL53L0X_ERROR_NONE) {printf("error:Call of VL53L0X_PerformSingleRangingMeasurement\n");return status;}for(i = 0; i < 5; i++)   //这里的代码估计是想要滤波之类的，但是好像没用，可以直接删除sum += pdata->RangeMilliMeter;    pdata->RangeMilliMeter = sum / 5;   return pdata->RangeMilliMeter;
}

这里暂时不讨论函数的内容，只看返回值，大家可以发现原子的返回值是状态，而该代码的返回值直接就是测得的距离值。而我的问题正好出在这里，我在原子的代码基础上进行更改，但是返回值改成了测量数据，从而导致我的测量距离只有120mm,大于120mm以后，数据就变成了65530等较大的数字。原因就在返回值这里，原子哥的函数返回值类型是u8类型，而实际的测量数据则是u16的类型，从而导致返回的数据在大于某个数值以后，就将低位给省略了，因此导致错误。所以大家一定要注意函数返回值和实际返回值的数据类型是否匹配。

问题3：
问题描述：
在将上面两个问题都解决以后，将两个VL53L0X都接入板子，发现总是只有最后一个才能正常工作。

问题原因：
这个问题原子哥其实说过。正点原子的VL53L0用户手册上也写明了再次使能时设备地址会恢复为0x52，这是一个坑，一定要注意。
但是由于他的历程只有一个传感器，因此就不存在这个问题，所以大家如果使用多个VL53L0X时，在初始化的时候不能按照原子哥的初始化步骤来，一定要先将IIC和所有的VL53L0X片选引脚XSH拉低，然后逐个开启（拉高）片选引脚XSH，在使能了片选引脚以后，就不能再次将该引脚拉低，否则就只有最后一个才能工作（最后一个是正常初始化，相当于只有一个）

这里贴出主要代码，没有贴出来的部分几乎都是原子的例程代码，如校准和模式设定等函数。想要工程文件的朋友可以直接移步到文末下载
代码：
主函数：

int main(void)
{   delay_init();            //延时函数初始化    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);    //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级Uart1_init(115200);         //串口1LED_Init();                   //LED端口初始化  OLED_Init();VL53L0X_Init();         //vl53l0x初始化    OLED_ShowString(0,0,"Dis[0]:",16);OLED_ShowString(0,16,"Dis[1]:",16);OLED_Refresh_Gram();   //死循环while(1){          VL53L0x_GetDistance();      //获取距离值OLED_ShowNum(80,0,Distancebuff[0],5,16);//显示ASCII字符的码值 OLED_ShowNum(80,16,Distancebuff[1],5,16);//显示ASCII字符的码值   OLED_Refresh_Gram();        //更新显示到OLED                                 }
}

初始化函数：

void VL53L0X_Init(void)
{       AT24CXX_Init();             //EEPROM的IIC引脚SCL、SDA初始化    while(AT24CXX_Check()){OLED_ShowString(0,0,"NO 24C02",16);        OLED_Refresh_Gram();LED1 =!LED1;delay_ms(500);}VL53L0X_GPIO_init();            //这里一定注意！在引脚初始化时要先将所有的片选失能，然后在初始化时再逐一使能开启！否则其地址就变成了默认值vl53l0x_init(&vl53l0x_dev0,0);   //初始化引脚，地址，设备，EEPROMvl53l0x_init(&vl53l0x_dev1,1); //初始化引脚，地址，设备，EEPROM
}

//VL53L0X引脚初始化
void VL53L0X_GPIO_init(void)
{GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);    //使能AFIO时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); //使能GPIOC时钟//IIC引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8;  //端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;       //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;       //50Mhz速度GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8);// 输出高  //片选//XSH1----PB4GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;            //端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;       //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;      //IO口速度为50MHzGPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                 //根据设定参数初始化GPIOBGPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);      //禁止JTAG,从而PB4可以当做普通IO口//XSH2----PC9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;             //端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;       //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;      //IO口速度为50MHzGPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);                  //失能片选信号VL53L0X_Xshut1=0;  //失能VL53L0XVL53L0X_Xshut2=0;delay_ms(20);
}

//初始化vl53l0x
//dev:设备I2C参数结构体
VL53L0X_Error vl53l0x_init(VL53L0X_Dev_t *dev,uint8_t VL53L0X_x_id)
{VL53L0X_Error    Status     = VL53L0X_ERROR_NONE; //状态定义为0，没有错误VL53L0X_Dev_t     *pMyDevice = dev;                    //这里注意是指针，是地址的传递//对传感器的寄存器内容进行初始化---------------------------------------------pMyDevice->I2cDevAddr       = VL53L0X_Addr;//I2C地址(上电默认0x52)pMyDevice->comms_type       = 1;           //I2C通信模式pMyDevice->comms_speed_khz  = 400;    //I2C通信速率//根据传入的ID不同，对不同的传感器进行初始化操作switch(VL53L0X_x_id){case 0:VL53L0X_Xshut1=1; //使能片选delay_ms(20);vl53l0x_Addr_set(pMyDevice,0x54);    //重新设定地址    AT24CXX_Read(50,(u8*)&Vl53l0x_data_1,sizeof(_vl53l0x_adjust));//读取24c02保存的校准数据,若已校准 Vl53l0x_data_1.adjustok==0xAA if(Vl53l0x_data_1.adjustok==0xAA)//已校准AjustOK_1=1;   else //没校准  AjustOK_1=0;break;     case 1:VL53L0X_Xshut2=1;//这里之所以在初始化第二个传感器的时候没有失能第一个，是因为第一个的地址已经变化了，但是第二个的地址仍然是默认地址delay_ms(20);vl53l0x_Addr_set(pMyDevice,0x56); AT24CXX_Read(100,(u8*)&Vl53l0x_data_2,sizeof(_vl53l0x_adjust));if(Vl53l0x_data_2.adjustok==0xAA)//已校准AjustOK_2=1;    else //没校准  AjustOK_2=0;       break;}//设置传感器地址、设备初始化、获取设备信息、读取EEPORM数据//设备上电初始化Status = VL53L0X_DataInit(pMyDevice);     if(Status!=VL53L0X_ERROR_NONE) goto error;delay_ms(2);//获取设备ID信息Status = VL53L0X_GetDeviceInfo(pMyDevice,&vl53l0x_dev_info);  if(Status!=VL53L0X_ERROR_NONE) goto error;//校准--在第一次校准以后手动屏蔽
//  vl53l0x_adjust(pMyDevice,VL53L0X_x_id); //模式设定vl53l0x_set_mode(pMyDevice,0,VL53L0X_x_id);   error:if(Status!=VL53L0X_ERROR_NONE) {print_pal_error(Status);//打印错误信息return Status;}  return Status;
}

获取距离值：

//VL53L0X获取距离程序
void VL53L0x_GetDistance(void)
{       Distancebuff[0] = vl53l0x_start_single_test(&vl53l0x_dev0,&vl53l0x_data);Distancebuff[1] = vl53l0x_start_single_test(&vl53l0x_dev1,&vl53l0x_data);
}

VL53L0X_Error vl53l0x_start_single_test(VL53L0X_Dev_t *dev, VL53L0X_RangingMeasurementData_t *pdata)
{VL53L0X_Error status = VL53L0X_ERROR_NONE;uint8_t RangeStatus;status = VL53L0X_PerformSingleRangingMeasurement(dev, pdata);//执行单次测距并获取测距测量数据if(status != VL53L0X_ERROR_NONE) return status;
//    RangeStatus = pdata->RangeStatus;//获取当前测量状态
//    memset(buf, 0x00, VL53L0X_MAX_STRING_LENGTH);
//    VL53L0X_GetRangeStatusString(RangeStatus, buf); //根据测量状态读取状态字符串
//    printf("State;%i \r\n",RangeStatus);//打印测量状态return pdata->RangeMilliMeter;
}

工程文件
最后将我的工程代码放出来，大家有积分的可以到这里去下载：
VL53L0X激光测距
没有积分的可以留言发邮箱。主要代码都在画圈这几个文件中。另外，我也是新手，水平有限，欢迎各位朋友留言讨论，大佬轻喷。

注意事项：
1、在实际使用的时候一般不需要原子哥里面的复位函数，可以将其屏蔽；
2、该工程只使用了普通测量模式，需要中断模式的大家自行添加；
3、因为我这里使用的AT24C04，因此在检查有无EEPROM的函数里面大家自己根据自己的板子改一下地址；
4、另外其中一个VL53L0X使用到了PB4引脚，因此这里需要进行引脚重映射；

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