目录

• 前言
• • Pico控制板管脚协议
  • 接线图：
  • TF系列默认UART通讯参数：
  • 电缆和连接器选择：
  • Pico 控制器的 C 代码：
  • UART 端口引脚初始化：
  • • Pull in our pico_stdlib which pulls in commonly used features, also add hardware uart because we are
    • enable/diable usb output, and uart output
    • create map/bin/hex file etc.
    • add url via pico_set_program_url

前言

本文档英文版本请参考下面链接

本文介绍了如何将 Benewake 单点 LiDAR 与 Raspberry Pi Pico 微控制器连接起来。 运用本文档前提：

• 最终用户手上有 Pico 微控制器和任何单点激光雷达（Luna、TFmini-Plus、mini-S、TF02-pro、TF03-UART）
• 用于编译 Pico SDK 的开发环境（包括 Pico SDK） C代码已经设置好
• 所有需要的线缆和5V电源
• LiDAR接口模式为TTL（默认标品协议）
• 任意编辑器编写和修改脚本（推荐使用VS Code）

Pico控制板管脚协议

有关 Pico 的完整文档可在 Raspberry Pi 网站上找到，但为了方便起见，我们将在这里简要讨论引脚排列，并了解哪些引脚可用于 UART 接口。
下图是Pico的引脚排列（放大图片看细节）：

根据 Pico 的规格，它有两个 UART 端口，这些端口可以指向任何可用的引脚。 看上图（GP0，GP1），（GP4，GP5），（GP8，GP9），（GP12，GP13），（GP16，GP17）都适合UART通讯。 在我们的代码中，我们使用了GPIO-4和5。需要注意的是，电压供应只有一个引脚，也是3.3V，而Benewake LiDAR的额定电压是5V。 如果电压不是5V，精度会受到影响，误差会超过额定误差，在某些情况下，误差是非线性的，随着距离的增加而增加。 它可能达到40厘米。 因此建议为 LiDAR 使用单独的 5V 电源。

接线图：

将 LiDAR 连接到 Pico 并使用单独电源的连接图如下：

有关 LiDAR 电流额定值和您的供电能力的确切详细信息，请参阅它们各自的数据表。

TF系列默认UART通讯参数：

根据TF系列激光雷达的规格书，UART的通讯参数如下：

代码脚本中的UART通信就是根据这些信息建立起来

电缆和连接器选择：

所有 Benewake 单点 LiDAR 都有 4 针或 7 针（用于 TF03）Molex 连接器，因此所需的匹配连接器为 JST 1.25mm。 您可以根据您拥有的 LiDAR 选择 4 针或 7 针。 在控制器端，如果您使用面包板，则可以根据用户端选择公杜邦连接器或任何其他合适的连接器。 示例电缆之一如下所示：

数据格式

Pico 控制器的 C 代码：

在本节中，我们将讨论用于从 Benewake LiDAR 读取数据的 C 代码的主要部分。 添加必要的库：

#include<stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "hardware/gpio.h"
#include "pico/binary_info.h"
#include "hardware/uart.h"
#include "tusb.h" // this header file will handle the problem of losing initial output

UART 端口引脚初始化：

如上所述，有两个串行端口（端口 0 和端口 1）。 我使用了端口 1。

#define BAUD_RATE 115200
#define UART_ID1 uart1
#define UART1_TX_PIN 4 // pin-6
#define UART1_RX_PIN 5 // pin-7

我使用 C 语言的结构来处理 LiDAR 数据。

//Dist_L Dist_H Strength_L Strength_H Temp_L Temp_H Checksum
typedef struct {
  unsigned short Header;
  unsigned short Dist;
  unsigned short Strength;
} structLidar;
union unionLidar {
  unsigned char Byte[9];
  structLidar lidar;
};
unsigned char lidarCounter = 0;
union unionLidar Lidar;
//***********Structure and Union for handling LiDAR Data********

UART通信处理函数：

//****************************Function to read serial data***********
int isLidar(uart_inst_t * uart, union unionLidar * lidar)
{
  int loop;
  int checksum;
  unsigned char serialChar;
  while (uart_is_readable(uart))
  {
    if (lidarCounter > 8)
    {
      lidarCounter = 0;
      return 0; // something wrong
    }
    serialChar = uart_getc(uart); // Read a single character to UART.
    lidar->Byte[lidarCounter] = serialChar;
    switch (lidarCounter++)
    {
      case 0:
      case 1:
        if (serialChar != 0x59)
          lidarCounter = 0;
        break;
      case 8: // checksum
        checksum = 0;
        lidarCounter = 0;
        for (loop = 0; loop < 8; loop++)
          checksum += lidar->Byte[loop];
        if ((checksum & 0xff) == serialChar)
        {
          //printf("checksum ok\n");
          lidar->lidar.Dist = lidar->Byte[2] | lidar->Byte[3] << 8;
          lidar->lidar.Strength = lidar->Byte[4] | lidar->Byte[5] << 8;
          return 1;
        }
        //printf("bad checksum %02x != %02x\n",checksum & 0xff, serialChar);
    }
  }
  return 0;
}
//****************************Function to read serial data***********

在主函数中，我运行 while 循环，它将持续监视串行端口上的数据流并将其打印到屏幕上。 连接到 Pin-25 的 Pico 的 LED 会随着数据的处理持续闪烁。 有一些二进制信息相关的代码我没有解释，仅用于调试目的，不是很有必要。

//*******************************
cdcd_init();
printf("waiting for usb host");
while (!tud_cdc_connected()) {
  printf(".");
  sleep_ms(500);
}
printf("\nusb host detected!\n");
//********************************

上述部分代码将等待 USB 主机连接，一旦连接，代码流程将转到下一步。 虽然以下代码检查 UART 端口是否已启用：

//************************************************************
// In a default system, printf will also output via the default UART
sleep_ms(5000);
ret = uart_is_enabled (uart1);
if (ret == true) {
  printf("UART-1 is enabled\n");
}
printf("Ready to read data from Benewake LiDAR\n");

While Loop:

while (true) {
  gpio_put(LED_PIN, 0);
  sleep_ms(100);
  gpio_put(LED_PIN, 1);
  if (isLidar(UART_ID1, &Lidar))
  {
    // ok we got valid data
    // Here we utilized the Union
    printf("Dist:%u Strength:%u \n", \
           Lidar.lidar.Dist, \
           Lidar.lidar.Strength);
  }
}

CMakeLists.txt:
add_executable(tf_series tf_series.c)

Pull in our pico_stdlib which pulls in commonly used features, also add hardware uart because we are

going to use uart port
target_link_libraries(tf_series pico_stdlib hardware_uart)

enable/diable usb output, and uart output

pico_enable_stdio_usb(tf_series 1) # 1 means enable and 0 means disable
pico_enable_stdio_uart(tf_series 1)

create map/bin/hex file etc.

pico_add_extra_outputs(tf_series)

add url via pico_set_program_url

example_auto_set_url(tf_series)