VL53L8系列ToF传感器开发板技术解析与应用指南

描述

STMicroelectronics SATEL-VL53L8分线板具有两个分线板,设计用于轻松集成到用户设计中。PCB部分穿孔并嵌入VL53L8飞行时间传感器模块。VL53L8CX是一款8x8多区域ToF测距传感器,可提高环境光下的性能,降低功耗。该传感器基于ST FlightSense技术,设计用于提供高达400cm的精度,具有65°对角线FoV。

数据手册:*附件:STMicroelectronics SATEL-VL53L8分线板数据手册.pdf

ST SATEL-VL53L8分线板设有迷你PCB,可断开用于采用飞线的3.3V电源应用。然后,SATEL-VL53L8分线板可轻松集成到开发和评估器件中,实现小尺寸。

特性

  • 飞行时间扩展板基于STM32 Nucleo用VL53L8系列
  • 可用作迷你PCB分线板的可拆卸板,能够轻松集成到客户的设备中
  • 封装中包含两个分线板
  • 兼容X-NUCLEO-53L8A1

示意图

PCB

VL53L8系列ToF传感器开发板技术解析与应用指南

一、产品概述

SATEL-VL53L8是一款基于VL53L8系列飞行时间(Time-of-Flight)传感器的分线板,专为STM32 Nucleo平台设计。该产品采用创新的可分离板设计,既能作为完整扩展板使用,也能拆分后作为迷你PCB集成到客户设备中。

二、核心技术特性

1. 传感器核心参数

  • 测量能力‌:最远测距距离达400厘米
  • 视场角度‌:65°对角线视野范围
  • 分区配置‌:8x8多区域检测能力
  • 电源要求‌:3.3V供电设计

2. 硬件架构特点

电路设计亮点:

  • 三级LDO稳压电路分别提供1.2V、1.8V和3.3V电源
  • 电平转换器实现AVDD(3.3V)与IOVDD(1.2V或1.8V)之间的信号转换
  • 可选择的外部供电或稳压器供电模式

连接接口:

  • 支持I2C和SPI双通信模式
  • 11针扩展板连接器提供完整功能接入
  • 飞线连接方式增强集成灵活性

三、硬件设计解析

1. 可分离板设计优势

产品包含两个可分离的分线板,PCB采用穿孔设计,便于沿穿孔处分离后使用迷你PCB。这种小型化设计显著提升了在开发和评估设备中的集成便利性。

2. 供电系统设计

多电压域管理:

  • 1.2V LDO:专为IOVDD设计
  • 1.8V LDO:同时支持IOVDD和CORE_1V8
  • 3.3V LDO:为AVDD提供稳定电源

电源参数容差:

  • AVDD = 3.3V ±5%
  • CORE_1V8 = 1.8V ±10%
  • IOVDD = 1.2V ±10% 或 1.8V ±10%

3. 通信接口配置

通过J9跳线器实现I2C与SPI模式切换:

  • I2C模式‌:J9跳线器的2脚和3脚连接
  • SPI模式‌:J9跳线器的1脚和2脚连接

四、应用场景分析

1. 主要应用领域

  • 个人电子设备‌:音频视频设备集成
  • 游戏与无人机‌:精准距离感知
  • 虚拟与增强现实‌:空间定位与环境感知
  • 可穿戴设备‌:手势识别与接近检测

2. 性能优势体现

VL53L8CX作为8x8多区域ToF测距传感器,在环境光照条件下具备增强的性能表现,同时功耗得到有效控制。基于ST FlightSense技术,该传感器提供了高精度的测距能力。

五、开发集成指南

1. 硬件连接方案

直接集成方式:
分线板可拆分后通过飞线连接至X-NUCLEO-53L8A1扩展板,这种小型化外形因子使其更容易集成到客户设备中。

扩展板对接:
虽然不能通过六针连接器直接连接到X-NUCLEO-53L8A1扩展板,但可通过迷你PCB和飞线实现完整功能对接。

2. 引脚功能分配

11针连接器完整定义:

  1. EXT_SPI_I2C_N
  2. EXT_LPn
  3. EXT_NCS
  4. EXT_MISO
  5. EXT_MOSI_SDA
  6. EXT_MCLK_SCL
  7. EXT_PWR_EN
  8. EXT_IOVDD
  9. EXT_3V3
  10. EXT_1V8
  11. EXT_5V0

3. 电源管理配置

跳线器设置:

  • J3跳线器用于选择IOVDD的供电电压(1.2V或1.8V)
  • J3[1-2]配置确定具体电压输出

六、测试点布局

板载24个测试点(TP1-TP24),为开发和调试提供便利:

  • 每个测试点对应关键信号节点
  • 便于示波器探测和信号监测
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