RV1109平台调试VL53L3CX传感器全攻略

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#驱动开发 #c语言 #linux

于 2025-05-23 14:50:40 首次发布

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1. 项目背景

最近在RV1109平台上需要集成ST公司的VL53L3CX飞行时间(ToF)传感器，用于精确距离测量。VL53L3CX是STMicroelectronics推出的新一代多区域测距传感器，具有更高的精度和更远的测量范围。本文将完整记录从驱动移植到应用测试的全过程。

2. 准备工作

2.1 驱动下载

首先需要从ST官方网站获取VL53L3CX的Linux驱动程序：

官方驱动页面：https://www.st.com/zh/embedded-software/stsw-img021.html
下载完成后解压得到vl53Lx驱动目录

2.2 驱动文件放置

将解压后的驱动文件放置到RV1109 SDK的合适位置：

cp -r vl53Lx/ kernel/drivers/input/vl53Lx

确保目录结构完整，包含以下关键文件：

vl53lx_module.c (主驱动文件)
vl53lx_i2c_platform.c (I2C平台相关代码)
inc/ (包含所有必要的头文件)

3. 驱动移植

3.1 修改Kconfig添加配置选项

在kernel/drivers/input/Kconfig中添加驱动配置选项：

config STMVL53LX
       tristate "STM VL53L3CX Proximity support"
       depends on I2C=y
       help
         Say Y here if you want to use STMicroelectronics's vl53L3CX TOF AF sensor
         through I2C interface.
         
         To compile this driver as a module, choose M here: the
         module will be called stmvl53lx.

3.2 修改Makefile添加编译规则

在kernel/drivers/input/Makefile末尾添加：

obj-$(CONFIG_STMVL53LX) += vl53Lx/

3.3 配置内核选项

修改kernel/arch/arm/configs/rv1126_defconfig，添加模块编译选项：

CONFIG_STMVL53LX=m

4. 设备树配置

根据硬件原理图，VL53L3CX连接在I2C4总线上，地址为0x29。修改设备树文件kernel/arch/arm/boot/dts/rv1109-38-v10-spi-nand.dts：

&i2c4 {
       status = "okay";
       clock-frequency = <400000>;
       pinctrl-0 = <&i2c4m1_xfer>;
    
       stmvl53lx: stmvl53lx@29 {
        compatible = "st,stmvl53lx";
        reg = <0x29>;
        xsdn-gpio = <&gpio1 RK_PA5 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        pwren-gpio = <&gpio1 RK_PA6 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        intr-gpio = <&gpio1 RK_PA7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        boot-reg = <0x29>;
    };
};

关键点说明：

pinctrl-0设置为i2c4m1_xfer，对应硬件引脚复用模式
三个GPIO分别对应传感器的复位(XSDN)、电源使能(PWREN)和中断(INTR)引脚
I2C地址设置为0x29

5. 测试应用程序集成

5.1 准备测试程序

将驱动包中的测试程序vl53lx_test拷贝到external/vl53lx_test/

5.2 添加Buildroot配置

创建buildroot/package/rockchip/vl53lx_test/Config.in：

config BR2_PACKAGE_VL53LX_TEST
	bool "vl53lx test"

创建buildroot/package/rockchip/vl53lx_test/vl53lx_test.mk：

#############################################################
#
# vl53lx_test
#
#############################################################
ifeq ($(BR2_PACKAGE_VL53LX_TEST), y)
VL53LX_TEST_VERSION:=1.0.0
VL53LX_TEST_SITE=$(TOPDIR)/../external/vl53lx_test
VL53LX_TEST_SITE_METHOD=local

define VL53LX_TEST_BUILD_CMDS
    $(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) CC=$(TARGET_CC) CXX=$(TARGET_CXX) -C $(@D)
endef

define VL53LX_TEST_CLEAN_CMDS
    $(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) -C $(@D) clean
endef

define VL53LX_TEST_INSTALL_TARGET_CMDS
    $(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) -C $(@D) install
endef

define VL53LX_TEST_UNINSTALL_TARGET_CMDS
    $(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) -C $(@D) uninstall
endef

$(eval $(generic-package))
endif

5.3 启用测试程序

修改buildroot/configs/rockchip_rv1126_rv1109_spi_nand_defconfig：

BR2_PACKAGE_VL53LX_TEST=y

6. 编译与测试

6.1 编译内核模块

make kernel-rebuild

6.2 编译Buildroot

make

6.3 烧写固件

将生成的固件烧写到RV1109开发板。

6.4 测试步骤

加载内核模块：`insmod /lib/modules/$(uname -r)/stmvl53lx.ko`
检查设备节点：`ls /dev/vl53l*`
运行测试程序：`vl53lx_test`

7. 常见问题解决

7.1 I2C通信失败

现象：dmesg显示I2C通信错误

解决方法：

确认设备树中I2C配置正确
使用i2c-tools检查设备是否可见：`i2cdetect -y 4`
检查电源和复位信号时序

7.2 测量数据不稳定

现象：测量值波动较大