基于STM32F103C8T6控制多路VL53L0X激光测距传感器

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在STM32F103C8T6的单条I2C总线上控制多个地址相同的VL53L0X传感器，可通过以下方案实现：

问题核心

VL53L0X的默认I2C地址为0x29，若所有传感器地址相同且无法修改，直接连接会导致总线冲突。解决方案需通过硬件或软件手段分时复用或物理隔离传感器。

解决方案

1. 利用XSHUT引脚分时初始化并修改地址（推荐）

原理：通过控制VL53L0X的XSHUT（复位/关断）引脚，逐个唤醒传感器并修改其I2C地址。

步骤：

1. 
   

   硬件连接：

   
   
   
   
   • 将每个VL53L0X的XSHUT引脚连接到STM32的不同GPIO（如PA0-PA3）。
   
   
   • 所有传感器的I2C SDA/SCL并联到STM32的I2C总线（如PB6/PB7）。
   
   
   
   

   VL53L0X_1: XSHUT → PA0
   
   VL53L0X_2: XSHUT → PA1
   
   VL53L0X_3: XSHUT → PA2
   
   VL53L0X_4: XSHUT → PA3

   
   


2. 
   

   初始化代码逻辑：

   
   

   // 关闭所有传感器
   
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
   
   HAL_Delay(10);
   
   
   
   // 逐个初始化并修改地址
   
   for (int i = 0; i < 4; i++) {
   
      // 唤醒当前传感器
   
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0 << i, GPIO_PIN_SET);
   
      HAL_Delay(10);
   
   
   
      // 初始化VL53L0X并修改地址（例如0x29 → 0x30+i）
   
      VL53L0X_Init(&h_i2c1, 0x29); // 初始默认地址
   
      VL53L0X_SetDeviceAddress(&h_i2c1, 0x29, 0x30 + i);
   
      HAL_Delay(10);
   
   }

   
   


3. 
   

   后续操作：

   
   
   
   
   • 通过新地址（0x30-0x33）分别访问各传感器。
   
   
   
   

2. 使用I2C多路复用器（TCA9548A）

原理：通过多路复用器扩展I2C通道，每个通道连接一个传感器。

步骤：

1. 
   

   硬件连接：

   
   
   
   
   • TCA9548A的SCL/SDA接STM32的I2C总线。
   
   
   • 每个VL53L0X连接到TCA9548A的不同通道（CH0-CH3）。
   
   
   
   


2. 
   

   代码逻辑：

   
   

   // 选择通道0
   
   uint8_t channel = 0;
   
   HAL_I2C_Mem_Write(&h_i2c1, 0x70, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &channel, 1, 100);
   
   VL53L0X_ReadDistance(&h_i2c1, 0x29); // 读取通道0的传感器
   
   
   
   // 切换通道后重复操作

   
   

3. 分时复用（无硬件修改）

原理：同一时间仅使能一个传感器，其他保持复位状态。

步骤：

1. 硬件连接：同方案1。


2. 
   

   代码逻辑：

   
   

   // 读取传感器1
   
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
   
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
   
   VL53L0X_ReadDistance(&h_i2c1, 0x29);
   
   
   
   // 依次切换使能其他传感器

   
   

关键注意事项

• XSHUT引脚控制：确保亚博智能模块的XSHUT未被固定拉高。若已拉高，需切断PCB走线并飞线到GPIO。


• 地址修改验证：修改地址后，通过读取设备ID（寄存器0xC0）确认是否成功。


• 时序延迟：每次唤醒或复位后需等待至少1ms（VL53L0X启动时间）。

示例代码片段（STM32 HAL库）

// 初始化GPIO和I2C

void Init_GPIO() {

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    // 配置PA0-PA3为输出

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

}



// 修改传感器地址

void SetSensorAddress(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint8_t old_addr, uint8_t new_addr) {

    uint8_t cmd[2] = {0x8A, new_addr << 1}; // 地址左移1位（I2C协议）

    HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c, old_addr, cmd, 2, 100);

}



// 主函数初始化

int main() {

    Init_GPIO();

    // 关闭所有传感器

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);

    HAL_Delay(10);



    for (int i = 0; i < 4; i++) {

        // 唤醒第i个传感器

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0 << i, GPIO_PIN_SET);

        HAL_Delay(10);



        // 初始化并修改地址

        VL53L0X_Init(&h_i2c1, 0x29);

        SetSensorAddress(&h_i2c1, 0x29, 0x30 + i);

        HAL_Delay(10);

    }



    while (1) {

        // 通过新地址0x30-0x33读取各传感器

    }

}

调试建议

1. 使用逻辑分析仪监控I2C总线，确认地址修改是否成功。


2. 若无法修改地址，检查亚博智能模块的XSHUT引脚是否可控。


3. 确保I2C上拉电阻（通常4.7kΩ）已正确连接。

通过上述方案，可低成本实现单I2C总线控制多路VL53L0X传感器。