STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A1 STM32 Nucleo Pack是一款完整的评估套件，支持用户使用VL53L4CD飞行时间 (ToF) 高精度接近传感器评估、学习和开发应用。VL53L4CD专门设计用于接近和短程测量，提供非常精确的距离测量（1mm至1300mm）。具有18° FoV的新一代激光发射器提高了环境光下的性能，测距速度高达100Hz。

数据手册：*附件：STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A1 STM32 Nucleo Pack数据手册.pdf

VL53L4CD采用具有可编程距离阈值的自主模式，非常适合用于具有极低功耗的电池供电设备。其完全嵌入式片上处理功能有助于降低设计复杂性和BOM成本，因为可以使用功能稍差、成本更低的微控制器。与基于ST FlightSense技术的所有飞行时间 (ToF) 传感器一样，VL53L4CD记录绝对距离测量，无论目标颜色和反射率如何。

STMicroelectronics NUCLEO-F401RE STM32 Nucleo开发板让用户可以从性能、功耗和特性等各种组合中进行选择，为用户试验新想法并利用任何一款 STM32 微控制器产品创建原型提供了一个灵活的低成本途径。

特性

• VL53L4CD飞行时间高精度接近传感器扩展板 (X-NUCLEO-53L4A1)
• NUCLEO-F401RE开发板
• 0.25mm、0.5mm和1mm垫片，用于模拟气隙
• 两种不同的防护玻璃，保护传感器免受灰尘的影响
• 配有Arduino UNO R3连接器
• 提供完整的系统软件，包括代码示例和图形用户界面。
• 符合RoHS指令、CE标准、UKCA标准和中国RoHS指令

示意图

基于VL53L4CD的高精度ToF接近传感器扩展板：X-NUCLEO-53L4A1 技术解析

引言

随着物联网、无人机、虚拟现实和穿戴式设备等应用的快速发展，高精度、小尺寸的接近传感技术变得越来越重要。STMicroelectronics 推出的 X-NUCLEO-53L4A1 是一款基于 VL53L4CD 飞行时间（Time-of-Flight, ToF）传感器的扩展板，专为STM32 Nucleo开发板设计，为开发者提供了一个完整的高精度距离检测解决方案。

核心特性

• VL53L4CD ToF传感器 ：提供高精度的绝对距离测量，不受目标反射率影响。
• 多间距模拟 ：附带0.25mm、0.5mm和1mm三种厚度的垫片，用于模拟不同气隙条件下的测量。
• 双保护窗口 ：提供两种不同的盖板窗口，保护传感器免受灰尘污染。
• 兼容性强 ：支持所有带有Arduino UNO R3连接器的STM32 Nucleo开发板。
• 完整的软件开发支持 ：提供STM32Cube软件扩展（X-CUBE-TOF1）、示例代码和图形用户界面。
• 符合多项认证 ：包括RoHS、CE、UKCA和中国RoHS。

硬件结构

传感器模块

VL53L4CD是一款集成了激光发射器和驱动电路的ToF传感器，其激光输出在所有可预见条件下均符合IEC 60825-1:2014 Class 1激光安全标准。用户在使用ST推荐的设置和操作条件下无需担心激光安全问题。

扩展板设计

X-NUCLEO-53L4A1板载两个6引脚连接器（J4 Left / J4 Right），可连接额外的VL53L4CD卫星板（SATEL-VL53L4CD），实现远程传感器部署。此外，板载的Arduino R3接口支持多板堆叠，便于集成Wi-Fi、蓝牙等通信模块。

可选配件

• SATEL-VL53L4CD ：独立的VL53L4CD卫星板，可通过飞线或直接插接方式与主扩展板连接。
• OLED显示接口 ：支持SSD1306 I2C OLED显示屏，用于实时输出测距数据。

软件生态

ST提供了完整的软件支持包 X-CUBE-TOF1 ，集成在STM32Cube生态中，包含：

• 驱动程序
• 示例项目
• 图形化配置工具
• 可移植的HAL库代码

开发者可以快速在STM32F401RE等Nucleo板上实现距离检测、手势识别、避障等功能。

应用场景

• 个人电子设备 ：手机、平板、音频设备
• 无人机与机器人 ：避障、高度检测
• 虚拟与增强现实 ：手势识别、空间定位
• 穿戴设备 ：接近唤醒、非接触交互

安全注意事项

VL53L4CD的激光输出在正常使用条件下为Class 1级别，安全无害。用户不应自行调整激光功率或使用光学透镜聚焦激光束，以免超出安全限制。

总结

X-NUCLEO-53L4A1为STM32开发者提供了一个强大而灵活的高精度ToF传感器开发平台。其硬件设计的灵活性、丰富的软件支持以及符合多项安全标准的特性，使其成为开发下一代智能感知应用的理想选择。