GY-56 (VL53L0X) 激光测距

文章目录

  • 一、GY-56 简介
  • 二、引脚功能
  • 三、通信协议
    • 1.串口协议： 当 GY-56 PS 焊点开放时候使用(默认)
        • （1）串口通信参数（默认波特率值 9600bps）
        • （2）模块输出格式，每帧包含 8-13 个字节（十六进制）
        • （3）命令字节，由外部控制器发送至 GY-56 模块（十六进制）
    • 2.IIC协议：当 GY-56 模块硬件 PS 焊点焊上时候使用,CT 为 SCL，DR 为 SDA
  • 四、SET、OUT 引脚使用说明
  • 五、串口模式下 GY56 模块校准说明
  • 六、测试现象及程序
    • 1.串口模式直接输出
    • 2.IIC模式OLED显示（PS焊点短接）
      • （1）程序
      • （2）现象

一、GY-56 简介

GY-56 模块由测距传感器(VL53L0X)和一个 MCU 组成 。工作电压 3-5v，功耗小，体积小，安装方便。 其工作原理是，红外 LED 发光，照射到被测物体后，返回光经过 MCU 接收，MCU 计算出时间差，得到距离。此模块，有两种方式读取数据，即串口 UART（TTL 电平）+IIC（2 线）模式，串口的波特率有 9600bps 与 115200bps，可配置，有连续，询问输出两种方式，可掉电保存设置。GY-56 可以设置上下限距离报警值，开关量输出，在设定的区间内有被测物体挡住，直接输出高电平。IIC 模式下，如果需要，可以设置内部 IIC 地址不同，以便多个传感器直接接在同一个总线。

在这里插入图片描述

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二、引脚功能

VCC电源正极 （3v-5v）
GND电源地
CT串口 USART_TX / IIC_SCL
DR串口 USART_RX / IIC_SDA
SET设置上下限距离报警值（电压 0~3.3V）
OUT报警值状态输出

三、通信协议

1.串口协议： 当 GY-56 PS 焊点开放时候使用(默认)

（1）串口通信参数（默认波特率值 9600bps）

波特率：9600 bps 校验位：N 数据位：8 停止位：1
波特率：115200 bps 校验位：N 数据位：8 停止位：1

（2）模块输出格式，每帧包含 8-13 个字节（十六进制）

①.Byte0: 0x5A 帧头标志
②.Byte1: 0x5A 帧头标志
③.Byte2: 0x15 本帧数据类型
④.Byte3: 0x03 数据量
⑤.Byte4: 0x00~0xFF 数据前高 8 位
⑥.Byte5: 0x00~0xFF 数据前低 8 位
⑦.Byte6: 0x00~0xFF 模块测量模式
⑧.Byte7: 0x00~0xFF 模块温度
⑨.Byte8: 0x00~0xFF 校验和（前面数据累加和，仅留低 8 位）

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数据计算方法：
距离长度计算方法
Distance= (Byte4<<8) | Byte5 单位 cm
Mode= Byte6
Temp= Byte7（MCU 温度）
例：一帧数据
< 5A-5A-15-04-00-0A-02-1A-F3>
Distance =(0x00<<8)|0x0A =10cm
Mode=2 高精度模式
Temp=0x1A=26℃

（3）命令字节，由外部控制器发送至 GY-56 模块（十六进制）

命令格式：0xA5+功能指令+指令值+sum

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例 1：设置串口连续输出数据，（如需掉电保存，请发送掉电保存指令）
连续输出指令=0xA5+0x65+0x01+0x0B

例 2：设置在 10cm-50cm 的区间范围内 OUT 引脚输出高电平（如需掉电保存，请发送掉电保存指令）
设置上限阀值 50CM=0xA5+0x98+0x32+0x6F
设置下限阀值 10CM=0xA5+0xA9+0x0A+0x58

例 3： 掉电保存指令 = 0xA5+0x87+0x01+0x2D

2.IIC协议：当 GY-56 模块硬件 PS 焊点焊上时候使用,CT 为 SCL，DR 为 SDA

IIC 时钟：250K 以下，模块默认 8bit IIC 地址为 0XE0，1bit write：0，1bit read： 1

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四、SET、OUT 引脚使用说明

为了便于表示在此特此声明如下：
S 表示模块与被测物体之间的距离；
S1 表示设定的最大警界阀值（上限阀值）；
S2 表示设定的最小警界阀值（下限阀值）；
S3 表示解除最大警界状态值；S3 和 S1 的关系，S3+3≤S1。例如 S1=100,则 S3≤97；
S4 表示解除最小警界状态值；S4 和 S2 的关系，S4-3≥S2。例如 S2=50,则 S3≥53；
OUT 引脚的状态为高电平和低电平两种。高电平表示 S2<S<S1；低电平表示 S>S1 或 S<S2。
1、OUT 由高电平变低电平。当模块 S>S1 或 S<S2 时，OUT 引脚变成低电平，模块 LED灯将由亮变灭。
2、OUT 由低电平变高电平。当 S>S1,让 S≤S3 时（即当实际距离低于最大警界阀值 3cm时），OUT 引脚由低电平变高电平，模块 LED 灯将由灭变亮。当 S<S2,让 S≥S4 时（即当实际距离大于最小警界阀值 3cm 时），OUT 引脚由低电平变高电平，模块 LED 灯将由灭变亮。设置最大警界阀值：可通过发送指令外，也可通过 SET 引脚手动来设置。
1、模块连续输出模式下，例如设置最大警界阀值 S1 为 100cm，则将模块放置在据被测物体 97cm 的位置进行 SET 引脚设置，或者发送指令：（A5 98 64 A1）0x64 是十进制的 100。
2、手动 SET 引脚接入 3.3V 高电平，大约 3 秒，待模块 LED 指示灯闪速 2 下，此时断开 SET 引脚 3.3V 连接，断开后大约 5 秒，待 LED 闪烁 3 下，则设置成功。如果 LED 闪烁 4
下，表示设置失败。失败原因有两种，一种是，接入高电平时间不够，另一种是设置的距离值小于最小警界阀值。 设置最小警界阀值：可通过发送指令外，也可通过 SET 引脚来设置。
1、模块连续输出模式下，例如设置最小警界阀值 S2 为 50cm，则将模块放置在据被测物体 53cm 的位置,进行 SET 引脚设置, 或者发送指令：（A5 A9 32 B2）0x32 是十进制的 50。
2、手动 SET 引脚接入 GND，大约 3 秒，待模块 LED 指示灯闪速 2 下，此时断开 SET 引脚 GND 连接，断开后大约 5 秒，待 LED 闪烁 3 下，则设置成功。如果 LED 闪烁 4 下，表示设置失败。失败原因有两种，一种是，接入低电平时间不够，另一种是设置的距离值大于最大警界阀值。

五、串口模式下 GY56 模块校准说明

串口下 GY56 模块校准说明：
1、SPADs 修正： 当测距传感器上方被透明材质物体覆盖，模块需进行一次该修正，并上电后加载 SPADs 修正参数。默认情况下，模块在每次上电后会进行一次 SPADs 修正操作，如用户手动执行一次 SPADs 修正后，设置了上电加载 SPADs 修正参数则模块不进行上电后 SPADs 修正操作，这样可以缩短模块初始化时间；通过上位机发送十六进制 A5 0A 01 B0 给模块，模块 LED 亮起，待熄灭校准完成。
2、温度修正：当模块工作环境温度变化超过 8 摄氏度，测距传感器灵敏度会发生改变，需进行一次温度修正；默认情况下，模块在每次上电后会进行一次温度修正操作，如模块工作环境温度恒定，可进手动进行一次温度修正后，设置模块上电后加载温度修正参数，这样可以缩短模块初始化时间；如用户开启了自动温度修正，则模块根据 MCU 温度超过 8度后，自行进行一次温度修正；通过上位机发送十六进制 A5 10 01 B6 给模块，模块 LED亮起，待熄灭校准完成。
3、偏差校准：当模块测距值与实际值之间存在一个固有的偏差时，可执行此操作。偏差校准的指令=0xA5+0x21+指令值+sum，指令值为实际距离值。例如:模块测距值为13CM，而实际值为 10CM，则指令中的指令值为十进制的 10；如需重新上电后加载该补偿值，需设置上电后加载偏差校准参数。通过上位机发送十六进制指令给模块，模块 LED 亮起，待熄灭校准完成。
4、窗口校准：当测距传感器上方被透明材质物体覆盖，模块在全量程测距的值不是线性的情况下，执行该操作。如下图所示：

在这里插入图片描述
X 轴为实际值，Y 轴为测量值。绿色虚线说明该材质对测距无影响或是传感器表面无任务材质覆盖，蓝色线表明为轻度影响，红线为中度影响，绿色实线为重度影响。窗口校准的指令=0xA5+0x32+指令值+sum；指令值的选取：使用 17%灰色的反射率目标，则设模块与被测目标的距离为 S。对于轻度影响的情况下，参见下图左侧蓝线，只要 S 在 AB 之间即可。指令值为实际距离值。中度影响的选取右测红线 AB 之间区域。如需重新上电后加载该补偿值，需设置上电后加载窗口校准参数。通过上位机发送十六进制指令给模块，模块 LED 亮起，待熄灭校准完成。

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六、测试现象及程序

1.串口模式直接输出

在这里插入图片描述
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Distance =(0x00<<8)|0x14 =20cm

2.IIC模式OLED显示（PS焊点短接）

（1）程序

main.c
#include <STC89C5xRC.H>
#include <delay.h>
#include <IIC.H>
#include <oled.H>void Read_VL53L0(unsigned int * distance)//读VL53L0
{unsigned char REG_data[2]={0,0};IIC_Start();IIC_SendByte(0xE1);IIC_ReceiveAck();//这里没有对应答做判断delay_1us(50);REG_data[0] = IIC_ReceiveByte();IIC_SendAck(0);REG_data[1] = IIC_ReceiveByte();IIC_SendAck(1);IIC_Stop();distance[0]=REG_data[0]<<8|REG_data[1];
}void Write_VL53L0()//写VL53L0
{IIC_Start();IIC_SendByte(0xE0);IIC_ReceiveAck();delay_1us(40);IIC_SendByte(0x51);//发送测量命令IIC_ReceiveAck();delay_1us(40);IIC_Stop();
}
void main()
{unsigned int diatance=0;OLED_Init();//初始化OLEDOLED_ColorTurn(0);//0正常显示，1 反色显示OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1 屏幕翻转显示OLED_Clear();//清屏Delay_x_ms(1000);//系统启动延时while(1){Write_VL53L0();Delay_x_ms(500);//测量转化延时Read_VL53L0(&diatance);OLED_ShowString(70,3,"cm",16);OLED_ShowNum(40,3,diatance,3,16);Delay_x_ms(1000);}
}

（2）现象

盒子放置于直尺15cm以及20cm位置测试，OLED 分别显示距离 15cm 及 20cm
在这里插入图片描述
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