VL53L8CX小板开发(5)----运动阈值检测

嵌入式单片机MCU开发 2025-12-22 276

描述

概述

本章目的是展示如何充分利用VL53L8CX传感器的高级特性，通过结合运动指示器和阈值检测功能，实现对特定场景的精确监控。首先，程序通过特定的配置，确保了传感器能够在特定的分辨率下工作，同时还可调整用于检测运动的最小和最大距离。其次，一旦在传感器的视野中检测到运动，并且该运动的强度超出了预先设置的阈值，那么这种情况将被认为是一个有效的运动事件。最后，该程序不仅会捕获这些事件，还会详细地显示相关的数据，如运动发生在哪个区域，以及运动的强度如何。这种结合使用多种功能的方法，使得VL53L8CX传感器在各种应用场景中都能提供高效、准确的运动检测结果。最近在弄ST的课程，需要样片的可以加群申请：615061293 。

开发板

视频教学

[https://www.bilibili.com/video/BV1xZkoYUEuX/]

样品申请

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

开发板

源码下载

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/90578723]

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，需要的可以进行申请。
主控为STM32H503CBT6，TOF为VL53L8CX

开发板

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，这里使用MCU为STM32H503CB。配置时钟树，配置时钟为250M。

开发板

串口配置

查看原理图，PA9和PA10设置为开发板的串口。

开发板

配置串口，速率为921600。

开发板

IIC配置

在这个应用中，VL53L8CX模块通过I2C（IIC）接口与主控器通信。具体来说，VL53L8CX模块的I2C引脚连接到主控器的PB6和PB7两个IO口。

开发板

配置IIC为快速模式，速度为400k。

开发板

LPn 设置

若进行IIC通讯，LPn设置为高电平状态。

开发板

这里对应管脚为PB0。

开发板

INT设置

自主模式可以通过获取INT管脚进行判断数据是否准备好。

开发板

配置PB1为输入模式。

开发板

X-CUBE-TOF1

本节介绍在不需要使用样例应用时如何使用STM32CubeMX将X-CUBE-TOF1软件包添加到项目中。有了这样的设置，就只配置了驱动层。

开发板

堆栈设置

开发板

若无法正常运行需要修改优化等级。

开发板

串口重定向

打开魔术棒，勾选MicroLIB

开发板

代码配置

在custom_ranging_sensor.c代码中，有IO口驱动VL53L8CX进行复位的代码，由于没有配置对应的IO，所以需要注释掉。

开发板

检测流程

初始化变量:
1.○ 创建相关变量，如状态(status)、运动配置(motion_config)、设备对象(pL5obj)和结果数据(Results)。
配置运动指示器:
1. ○ 使用8x8的分辨率初始化运动指示器。
2. ○ 设置用于检测运动的最小和最大距离（在这里，是设置为1000mm到2000mm）。
3. ○ 如果用户需要改变分辨率，他也需要更新运动指示器的分辨率（代码中此部分被注释掉了）。
设备配置:
1. ○ 设置设备的分辨率为8x8。
2. ○ 将设备设置为自主测距模式。
3. ○ 设置测距频率为2Hz。
4. ○ 设置集成时间为10ms以降低功耗。
配置检测阈值:
1. ○ 对于8x8的分辨率，我们希望每个区域有一个阈值。
2. ○ 初始化阈值数组。
3. ○ 为所有64个区域设置阈值，当运动指示器的值超过44时，将其视为运动。
4. ○ 将阈值数组发送到传感器。
5. ○ 启用检测阈值。
开始测距:
1. ○ 启动传感器的测距功能。
2. ○ 输出消息，等待在1m到2m之间的视野中有运动发生。
无限循环监测:
1. ○ 不断检查数据是否准备好。
2. ○ 如果数据准备好或者某个特定的GPIO引脚被按下，获取测距数据。
3. ○ 因为传感器默认设置为8x8模式，所以有64个区域要打印。但这个例子中，只打印首个区域的数据。
4. ○ 如果某个区域的运动指示器的值大于或等于44，打印该区域有运动发生的消息。
  通过上述流程，该程序能够检测并显示在预定距离范围内、运动强度超过预定阈值的运动情况。

TOF代码配置

在main.c中添加对应头文件。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"

#include "custom_ranging_sensor.h"
#include "vl53l8cx_plugin_motion_indicator.h"
/* USER CODE END Includes */

函数与变量定义：

/* 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 */

添加TOF初始化。主要为配置运动指示器。

/* USER CODE BEGIN 2 */

    uint8_t                 status, isReady, i;
    VL53L8CX_Motion_Configuration     motion_config;    /* 运动配置 */
    VL53L8CX_Object_t *pL8obj = CUSTOM_RANGING_CompObj[CUSTOM_VL53L8CX];
    VL53L8CX_ResultsData     Results;        /* 来自VL53L8CX的结果数据 */

    /*********************************/
    /*   配置运动指示器               */
    /*********************************/

    /* 使用4x4分辨率初始化运动指示器 */
    status = vl53l8cx_motion_indicator_init(&pL8obj- >Dev, &motion_config, VL53L8CX_RESOLUTION_8X8);
    if(status)
    {
        printf("运动指示器初始化失败，状态码 : %un", status);
        return status;
    }

    /* (可选) 设置用于检测运动的最小和最大距离。注意距离的限制 */
    status = vl53l8cx_motion_indicator_set_distance_motion(&pL8obj- >Dev, &motion_config, 1000, 2000);
    if(status)
    {
        printf("设置运动检测距离失败，状态码 : %un", status);
        return status;
    }

    /* 如果用户需要更改分辨率，则也需要更新运动指示器的分辨率（此部分已注释） */
    //status = vl53l5cx_set_resolution(&Dev, VL53L5CX_RESOLUTION_4X4);
    //status = vl53l5cx_motion_indicator_set_resolution(&Dev, &motion_config, VL53L5CX_RESOLUTION_4X4);

    /* 将设备设置为自主模式，并设置较小的集成时间以降低功耗 */
    status = vl53l8cx_set_resolution(&pL8obj- >Dev, VL53L8CX_RESOLUTION_8X8);
    status = vl53l8cx_set_ranging_mode(&pL8obj- >Dev, VL53L8CX_RANGING_MODE_AUTONOMOUS);
    status = vl53l8cx_set_ranging_frequency_hz(&pL8obj- >Dev, 2);
    status = vl53l8cx_set_integration_time_ms(&pL8obj- >Dev, 10);    


    /*********************************/
    /*   配置检测阈值                 */
    /*********************************/

    /* 对于8x8的分辨率，我们希望为每个区域设置一个阈值 */
    VL53L8CX_DetectionThresholds thresholds[VL53L8CX_NB_THRESHOLDS];

    /* 将所有阈值设置为0 */
    memset(&thresholds, 0, sizeof(thresholds));

    /* 为所有64个区域设置阈值 */
    for(i = 0; i < 64; i++){
        thresholds[i].zone_num = i;
        thresholds[i].measurement = VL53L8CX_MOTION_INDICATOR;
        thresholds[i].type = VL53L8CX_GREATER_THAN_MAX_CHECKER;
        thresholds[i].mathematic_operation = VL53L8CX_OPERATION_NONE;

        /* 示例值44，超过此值的运动将被认为是移动 */
        thresholds[i].param_low_thresh = 44;
        thresholds[i].param_high_thresh = 44;
    }

    /* 明确标记最后一个阈值。因为我们有64个检查器，所以最后一个是第63个 */
    thresholds[63].zone_num = VL53L8CX_LAST_THRESHOLD | thresholds[63].zone_num;

    /* 将阈值数组发送到传感器 */
    vl53l8cx_set_detection_thresholds(&pL8obj- >Dev, thresholds);

    /* 启用检测阈值 */
    vl53l8cx_set_detection_thresholds_enable(&pL8obj- >Dev, 1);    


    /* 开始测距 */
    status = vl53l8cx_start_ranging(&pL8obj- >Dev);
    printf("等待在1m和2m之间的视场中发生的运动...n");    
  /* USER CODE END 2 */

主程序

主程序来获取对应的isReady位状态来判定数据是否准备好或者判断INT的IO状态也可。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    if(HAL_GPIO_ReadPin  ( GPIOA, GPIO_PIN_11) ==0)        
    {
        status = vl53l8cx_check_data_ready(&pL8obj- >Dev, &isReady);            
        if(isReady)
        {
            /* 获取测距数据 */
            vl53l8cx_get_ranging_data(&pL8obj- >Dev, &Results);

            /* 默认情况下，传感器设置为8x8模式，因此我们有64个区域的数据。
               但在此示例中，只打印了第一个区域的数据 */
            for(i = 0; i < 64; i++)
            {
                if(Results.motion_indicator.motion[motion_config.map_id[i]] >= 44)
                {
                    printf(" 在这个区域检测到运动 : %3d !n", i);
                }
            }
            printf("n");
        }        
    }
    /* USER CODE END WHILE */

//  MX_TOF_Process();
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

演示结果

检测运动情况下运动强度如下所示。

开发板

审核编辑黄宇

打开APP阅读更多精彩内容