ATK-MB021 模块使用说明
1，硬件连接
这里以正点原子M48Z-M3最小系统板STM32F103版为例，给大家介绍一下模块和板卡的连接方法。其它板卡与模块的硬件连接方法，请大家在“ATK-MB021 激光测距模块\3，程序源码\相应板卡例程文件夹\readme.txt”路径下查看。
ATK-MB021激光测距模块可通过杜邦线与正点原子M48Z-M3最小系统板STM32F103版进行连接，具体的连接关系，如下表所示：
表1.1激光测距模块与M48Z-M3最小系统板STM32F103版连接关系
2，实验功能
2.1 ATK-MB021激光测距模块测试实验
2.1.1 功能说明
在本实验中，串口会打印激光测距模块所测量的距离值。需要查看这部分实验信息的用户，可用杜邦线将最小系统板STM32F103的PA9引脚和GND连接至外部的USB转串口设备，这样就可以通过XCOM上位机查看串口打印的信息了。
2.1.2 源码解读
打开本实验的工程文件夹，能够在./Drivers/BSP目录下看到ATK_TOF文件夹和IIC文件夹，其中ATK_TOF文件夹中包含了ATK-MB021激光测距模块的驱动文件，IIC文件夹中包含了IIC的驱动文件，如下图所示：
图2.1.2.1 ATK-MB021激光测距模块驱动代码
图2.1.2.2 IIC驱动代码
在图2.1.2.1中，VI5300文件夹内存放的是芯片官方提供的驱动文件，用户不需要自行编写寄存器相关的底层驱动，只需要关注API函数即可，这大大提升了开发的效率。
2.1.2.1 ATK-MB021激光测距模块驱动
首先看atk_tof.c中几个重要的函数。
1. 函数atk_tof_hw_init()
该函数用于初始化ATK-MB021激光测距模块，具体的代码如下所示：
/**
* @brief ATK-TOF模块硬件初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
void atk_tof_hw_init(void)
{
VI530x_Status ret = VI530x_OK;
/* 初始化IIC接口 */
iic_init();
/* 软件中断，GPIO引脚直接上拉 */
VI530x_Cali_Data.VI530x_Interrupt_Mode_Status = 0x00;
/* 初始化VI5300 */
ret |= VI530x_Chip_Init();
/* 写入VI5300固件 */
ret |= VI530x_Download_Firmware((uint8_t *)VI5300_M31_firmware_buff,
FirmwareSize());
/* 配置标定值 */
ret |= VI530x_Set_Californiation_Data(
VI530x_Cali_Data.VI530x_Calibration_Offset);
/* 开启温度校准, 0x00:关，0x01:开 */
ret |= VI530x_Set_Sys_Temperature_Enable(0x01);
/* 配置帧率，积分次数 */
ret |= VI530x_Set_Integralcounts_Frame(30, 131072);
/* 配置数据读取模式 */
#if CONTINUOUS_READ == 1
ret |= VI530x_Start_Continue_Ranging_Cmd(); /* 连续模式 */
#else
ret = VI530x_Start_Single_Ranging_Cmd(); /* 单次模式 */
#endif
if(ret)
{
printf("VI5300初始化失败!\r\n");
}
else
{
printf("VI5300初始化成功!\r\n");
}
}
atk_tof_hw_init()函数的配置流程较多，首先调用IIC初始化函数，使IIC接口能正常工作，接着配置中断方式为软件中断，即INT引脚不启用，然后初始化VI5300、写入固件、设置标定值、开启温度校准、配置帧率、积分次数和数据读取模式（默认为连续模式），最后判断是否初始化成功，并在串口打印初始化的结果。值得注意的是，写入的固件、标定值、帧率和积分次数都不建议修改，芯片厂家已经测试好这些参数了，直接使用即可。
2. 测距相关的数据收发函数
该系列函数用于收发激光测距模块的数据，具体代码如下所示：
/**
* @brief 写N个字节到ATK-TOF模块的寄存器
* @param reg_addr: 寄存器地址
* @param data: 写入数据
* @param len: 数据长度
* @retval 写入结果
* @arg 0 : 成功
* @arg 其他: 失败
*/
VI530x_Status atk_tof_write_nbytes(uint8_t reg_addr, uint8_t *data, uint16_t len)
{
iic_start(); /* 起始信号 */
iic_send_byte(ATK_TOF_IIC_ADDR); /* 发送IIC通讯地址 */
if (iic_wait_ack() == 1) /* 等待应答 */
{
iic_stop();
return VI530x_IIC_ERROR;
}
iic_send_byte(reg_addr); /* 发送寄存器地址 */
if (iic_wait_ack() == 1) /* 等待应答 */
{
iic_stop();
return VI530x_IIC_ERROR;
}
for (uint16_t i = 0; i < len; i++) /* 循环发送数据 */
{
iic_send_byte(data[i]);
if (iic_wait_ack() == 1) /* 等待应答 */
{
iic_stop();
return VI530x_IIC_ERROR;
}
}
iic_stop(); /* 停止信号 */
return VI530x_OK;
}
/**
* @brief 写一个字节到ATK-TOF模块的寄存器
* @param reg_addr: 寄存器地址
* @param data: 数据
* @retval 写入结果
* @arg 0 : 成功
* @arg 其他: 失败
*/
VI530x_Status atk_tof_write_byte(uint8_t reg_addr, uint8_t data)
{
uint8_t ret = 0;
ret = atk_tof_write_nbytes(reg_addr, &data, 1); /* 写入一个字节数据 */
if(ret != 0)
{
return VI530x_IIC_ERROR;
}
else
{
return VI530x_OK;
}
}
/**
* @brief 从ATK-TOF模块读取N个字节数据
* @param reg_addr: 寄存器地址
* @param data: 数据存储buff
* @param len: 数据长度
* @retval 读出结果
* @arg 0 : 成功
* @arg 其他: 失败
*/
VI530x_Status atk_tof_read_nbytes(uint8_t reg_addr, uint8_t *data, uint16_t len)
{
iic_start(); /* 起始信号 */
iic_send_byte(ATK_TOF_IIC_ADDR); /* 发送IIC通讯地址 */
if (iic_wait_ack() == 1) /* 等待应答 */
{
iic_stop();
return VI530x_IIC_ERROR;
}
iic_send_byte(reg_addr); /* 发送寄存器地址 */
if (iic_wait_ack() == 1) /* 等待应答 */
{
iic_stop();
return VI530x_IIC_ERROR;
}
iic_start(); /* 起始信号 */
iic_send_byte(ATK_TOF_IIC_ADDR | 0x01);
if (iic_wait_ack() == 1) /* 等待应答 */
{
iic_stop();
return VI530x_IIC_ERROR;
}
while (len) /* 循环接收数据 */
{
*data = iic_read_byte((len > 1) ? 1 : 0);
len--;
data++;
}
iic_stop(); /* 停止信号 */
return VI530x_OK;
}
/**
* @brief 从ATK-TOF模块读取1个字节数据
* @param reg_addr: 寄存器地址
* @param data: 数据存储buff
* @arg 0 : 成功
* @arg 其他: 失败
*/
VI530x_Status atk_tof_read_byte(uint8_t reg_addr, uint8_t *data)
{
uint8_t ret = 0;
ret = atk_tof_read_nbytes(reg_addr, data, 1); /* 读取一个字节数据 */
if(ret != 0)
{
return VI530x_IIC_ERROR;
}
else
{
return VI530x_OK;
}
}
以上4个函数通过IIC的协议与激光测距模块进行通信，实现数据的收发。
除了上述的初始化配置和数据收发函数之外，我们还需要关注距离值的获取，接下来简单介绍一下VI530x_API.c（路径为BSP/ATK_TOF/VI5300）中的VI530x_Get_Measure_Data()函数，其函数原型如下所示：
VI530x_Status VI530x_Get_Measure_Data(VI530x_MEASURE_TypeDef *measure_data) ;
该函数的形参，如下表所示：
表2.1.2.1 VI530x_Get_Measure_Data函数形参描述
获取距离值成功后，将会返回VI530x_OK的状态。
注意：VI5300激光测距传感器的通信协议时序与命令格式详见“ATK-MB021 激光测距模块\4，参考资料\芯视界_VI5300_数据手册_V1.5”第5.1章节。
2.1.2.2 IIC驱动
在图2.1.2.2中，myiic.c和myiic.h为IIC驱动文件，里面实现了IIC引脚的初始化、IIC协议相关的系列函数。关于IIC的驱动介绍，请查看正点原子各个开发板对应的开发指南中IIC章节。
2.1.2.3 实验测试代码
实验的测试代码在demo.c文件中，该文件在工程根目录下的 User文件夹。测试代码的入口函数为demo_run()，具体的代码，如下所示：
/**
* @brief 例程演示入口函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void demo_run(void)
{
VI530x_Status ret = VI530x_OK;
VI530x_MEASURE_TypeDef result;
atk_tof_hw_init(); /* 初始化ATK_TOF模块 */
while (1)
{
ret = VI530x_Get_Measure_Data(&result); /* 读取距离数据 */
if(ret == VI530x_OK) /* 读取成功 */
{
printf("距离 = %4d mm \r\n", result.correction_tof);
}
}
}
从上面代码可以看出，整个测试代码的逻辑相对简单。初始化激光测距模块后，在while循环中调用相关函数开始测距值，如果读取正常，则打印测出的距离值。
2.1.3 实验现象
将ATK-MB021激光测距模块按照第一节“硬件连接”中介绍的连接方式与开发板连接，并将实验代码编译烧录至开发板中。本实验使用串口输出调试信息，因此需将开发板的PA9连接至DAP虚拟串口（或USB转TTL模块）的RX引脚。完成连接后，可通过串口调试助手XCOM查看实验信息输出，如下图所示：
图2.1.3.1串口调试助手显示内容
注：其它现象请看2.1.1功能说明。
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