【ESP32日记006】多路VL6180激光模块测距（有放大检测）实现

1、硬件设计：

2、代码实现

项目主控使用的是ESP32S3,直接使用了库文件：vl6180x-arduino-master 进行实现，具体如下：

2.1、创建一个结构体，用于保存各个激光探头的数据，及相关需要用到的参数，如状态等

//激光探头信息
typedef struct
{
    uint8_t tof0_action = 80;  //0#激光（右），感应阈值
    uint8_t tof1_action = 80;  //1#激光（左），感应阈值
    uint8_t tof2_action = 100; //2#激光（下），感应阈值
    uint8_t tof3_action = 100; //3#激光（下），感应阈值

    uint8_t ignore_dis = 10;   //盲区距离设置

    uint8_t result_garbage;     //垃圾处理器动作
    uint8_t result_shark;       //手扬开关水动作
    uint8_t result_real;        //即时开关水动作
    uint8_t result_unlock_real; //即时开关水解锁动作
} tof_message;

tof_message tofs;

2.2、多从机模式下的参数配置

//多从机模式下：
const uint8_t sensorCount = 4;                           // 设置激光探头从机数量；
const uint8_t xshutPins[sensorCount] = {17, 16, 18, 19}; // 指定从机复位引脚；

VL6180X sensors[sensorCount]; //创建一个带有sensorCount个从机的激光探头组；

// 依次表示：static uint8_t distance_SIde0, distance_SIde1, distance_Under0, distance_Under1; 
static uint8_t distance_ToF[sensorCount];    //用于缓冲激光探头触发阈值； 上电时读取保存值，调距后需保存数据；

2.3、激光探头初始化

/* VL6180x初始化 */
uint8_t VL6180x_init()
{
    uint8_t result_de = 0; //缓存初始化结果//缓存初始化结果；  result_de: 按位读取，最多支持8个从机设备；
    //先执行硬件iic串口初始化********************************************************
    while (!Serial)
    {
    }
    //Serial.begin(115200);   //不在这里设置
    Wire.begin(20, 21);
    Wire.setClock(400000); // use 400 kHz I2C

    //按iic设备，逐个完成初始化, 每个iic设备最多执行N次初始化*******************************
    for (uint8_t i = 0; i < sensorCount; i++)
    {
        //对第i+1个设备执行初始化操作，最多执行N=30次；
        if (result_de & (1 << i))
        {
            //为真，已经初始化过了，不需要再执行
            // sensor.init();
            // sensor.configureDefault();
            // sensor.setTimeout(500);
        }
        else
        {
            //为假，还没初始化成功，执行初始化
            pinMode(xshutPins[i], OUTPUT);
            digitalWrite(xshutPins[i], LOW);     //拉低复位引脚；
            delay(10);                           //延时一定时间，确保硬件能完成复位动作，时间可根据实际硬件电路调整;
            pinMode(xshutPins[i], INPUT_PULLUP); //iic设备端已经上拉了，转换为输入模式，此时电平及电器强度由外部上拉下拉电阻决定，好处是不会对iic硬件电平产生影响，适合不支持开漏输出的gpio引脚；
            delay(10);                           //延时一定时间，确保硬件能进入FW待机模式, 时间可根据实际硬件电路调整;

            sensors[i].init(); //执行初始化；
            sensors[i].configureDefault();
            sensors[i].setTimeout(500);
            // if(i == 2 || i == 3){
            //     sensors[i].setScaling(2);  //dibu2倍放大加测，最远31cm;
            // }
            sensors[i].setAddress(0x2A + i);
            result_de = result_de | (1 << i); //重写初始化结果
        }
    }
    //底部探头放大检测：
    //VL6180X_WriteBytes(DEV_ADDR, 0x0097, 0x7F);     //加大检测距离
    //VL6180X_WriteBytes(DEV_ADDR, 0x00a3, 0x28);    //加大检测距离
	//VL6180X_WriteBytes(DEV_ADDR, 0x00bb, 0x28);    //加大检测距离
        
    //设置收敛距离
    //VL6180X_WriteBytes(DEV_ADDR, VL6180X_SYSRANGE_EARLY_CONVERGENCE_ESTIMATE, 0x01);
	//VL6180X_WriteBytes(DEV_ADDR, VL6180X_SYSRANGE_EARLY_CONVERGENCE_ESTIMATE + 1, 0x7F);
    
    //底部探头放大检测：
    sensors[2].writeReg(0x0097, 0x7F);
    sensors[2].writeReg(0x00a3, 0x28);
    sensors[2].writeReg(0x00bb, 0x28);
    //设置收敛距离
    sensors[2].writeReg16Bit(0x0022, 0x017F);
    //VL6180X_WriteBytes(DEV_ADDR, VL6180X_SYSRANGE_RANGE_CHECK_ENABLES, 0x10 | 0x01);  // enable (0x01) early convergence estimate
    sensors[2].writeReg(0x002D, 0x10 | 0x010);  //关闭早期收敛

    //底部探头放大检测：
    sensors[3].writeReg(0x0097, 0x7F);
    sensors[3].writeReg(0x00a3, 0x28);
    sensors[3].writeReg(0x00bb, 0x28);
    //设置收敛距离
    sensors[3].writeReg16Bit(0x0022, 0x017F);
    //VL6180X_WriteBytes(DEV_ADDR, VL6180X_SYSRANGE_RANGE_CHECK_ENABLES, 0x10 | 0x01);  // enable (0x01) early convergence estimate
    sensors[3].writeReg(0x002D, 0x10 | 0x00);   //关闭早期收敛

    return result_de;
}

2.4、测距
这里使用的是单次测距的方式，连续测距类似，直接调用api读取即可。

//先所有探头执行一次单次测量
    for (uint8_t i = 0; i < sensorCount; i++)
    {
        sensors[i].Start_RangeSingle(); //发起单次测距
    }

2.5、后话，注意事项：
实际使用中，需要注意在做EFT测试或环境干扰比较大的情况下，激光模块可能 工作异常（复位等），无法应答IIC,此时需要按需重新对失效的模块执行一下初始化，已确保模块工作正常。