TOF或飞行时间是通过各种距离测量传感器（如超声波传感器）测量远处物体距离的常用方法。粒子，波或物体通过介质传播距离所花费的时间的测量称为 飞行时间 （TOF）。然后可以使用该测量来计算速度或路径长度。它也可以用来了解介质的颗粒或特性，例如组成或流速。可以直接或间接检测出行进物体。
超声波测距设备是最早使用飞行时间原理的设备之一。这些设备发出超声波脉冲，并根据波反弹回到发射器所花费的时间来测量到固体材料的距离。我们在许多应用中都使用了超声波传感器来 测量距离：
- 基于Arduino和超声波传感器的距离测量
- 使用Raspberry Pi和HCSR04超声波传感器测量距离
- 如何测量两个超声波传感器之间的距离
飞行时间方法也可以用于估计电子迁移率。实际上，它是为测量低导电薄膜而设计的，后来又针对普通半导体进行了调整。该技术用于有机场效应晶体管以及金属-电介质-金属结构。通过施加激光或电压脉冲，会产生多余的电荷。
该 TOF原理 被用于测量传感器和物体之间的距离。测量信号从物体反射后到达传感器所花费的时间，并用于计算距离。可以使用TOF原理使用各种类型的信号（载波），例如声音，光。当TOF用于测距时，它在发光而不是声音时非常强大。与超声相比，它提供了更快的读取速度，更高的准确性和更大的范围，同时仍保持了其轻巧，小巧和低功耗的特点。
在本教程中，我们将使用带有Arduino的 VL6180X TOF测距仪传感器来计算传感器与物体之间的距离。该传感器还以LUX表示光强度值。
VL6180X飞行时间（ToF）测距仪传感器
VL6180与其他距离传感器不同，它使用精确的时钟来测量光从任何表面反射回去所花费的时间。这使VL6180比其他传感器更具优势，因为它更准确且不受噪声影响。
VL6180是3合1封装， 包括一个IR发射器，一个环境光传感器和一个距离传感器。它通过I 2 C接口进行通信。它具有一个板载2.8V稳压器。因此，即使我们插入大于2.8V的电压，它也会自动降档而不损坏电路板。它 测量范围可达25厘米。其中提供了两个可编程的GPIO。
电路原理图
在这里， 诺基亚5110 LCD 用于显示亮度和距离。诺基亚5110 LCD的工作电压为3.3V，因此无法直接与Arduino Nano数字引脚连接。因此，添加与数据信号串联的10k电阻器可以保护3.3V线路免受5V数字引脚的影响。了解有关将诺基亚5110 LCD与Arduino结合使用的更多信息 。
的 VL6180传感器 可以直接连接到Arduino。VL6180与Arduino之间的通信为I2C。实际上，I2C通信协议结合了SPI和UART的最佳功能。在这里，我们可以将多个从机连接到单个主机，并且可以有多个主机控制一个或多个从机。与UART通信一样，I2C使用两条线分别用于数据线和时钟线SDA（串行数据）和SCL（串行时钟）进行通信。
为电路图 与Arduino的连接VL6180的ToF测距仪传感器 如下所示：
- 通过10K电阻将LCD的RST引脚连接到Arduino的引脚6。
- 通过10K电阻将LCD的CE引脚连接到Arduino的引脚7。
- 通过10K电阻将LCD的DC引脚连接到Arduino的引脚5。
- 通过10K电阻将LCD的DIN引脚连接到Arduino的引脚4。
- 通过10K电阻将LCD的CLK引脚连接到Arduino的引脚3。
- 将LCD的VCC引脚连接到Arduino的3.3V引脚。
- 将LCD的GND引脚连接到Arduino的GND。
- 将VL6180的SCL引脚连接到Arduino的A5引脚
- 将VL6180的SDA引脚连接到Arduino的A4引脚
- 将VL6180的VCC引脚连接到Arduino的5V引脚
- 将VL6180的GND引脚连接到Arduino的GND引脚
添加VL6180 ToF传感器所需的库
三个库将用于将VL6180传感器与Arduino接口。
1. Adafruit_PCD8544
Adafruit_PCD8544是用于单色Nokia 5110 LCD显示器的库。这些显示器使用SPI进行通信。连接此LCD需要四个或五个引脚。下面提供了下载该库的链接：
github.com/adafruit/Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library/archive/master.zip
2. Adafruit_GFX
Arduino的Adafruit_GFX库是LCD显示器的核心图形库，提供通用语法和图形基元集（点，线，圆等）。对于我们使用的每个显示设备，它都需要与特定于硬件的库配对（以处理较低级别的功能）。下面提供了下载该库的链接：
github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library
3.金沙线上娱乐场VL6180
SparkFun_VL6180是具有VL6180传感器基本功能的Arduino库。VL6180由一个IR发射器，一个距离传感器和一个环境光传感器组成，它们通过I2C接口进行通信。该库可让您读取传感器的距离和光输出，并通过串行连接输出数据。下面提供了下载该库的链接：
downloads.arduino.cc/libraries/github.com/sparkfun/SparkFun_VL6180_Sensor-1.1.0.zip
进入 草图>>包含库>> 在Arduino IDE中 添加.ZIP库 ，一个接一个地添加所有库 。然后上传从上述链接下载的库。
有时您不需要添加线和SPI库，但是如果遇到错误，请下载并将其添加到Arduino IDE。
github.com/PaulStoffregen/SPI
github.com/PaulStoffregen/Wire
编程及工作说明
本教程的结尾给出了带有工作视频的完整代码，在这里我们将解释完整的程序以理解项目的工作。
在此程序中，大部分零件都由我们添加的库处理，因此您不必担心。
在 设置 部分中，将波特率设置为115200，并初始化I2C的Wire库。然后检查VL6180传感器是否正常工作，如果不正常，则显示错误消息。
在下面的部分中，我们将设置显示，您可以将对比度更改为所需的值，这里我将其设置为50
void setup（） { Serial.begin（115200）; //以115200bps的 速度 启动Serial Wire.begin（）; //启动I2C库的delay（100）; //延迟。 如果（sensor.VL6180xInit（）！= 0）{ Serial.println（“ FAILED TO INITALIZE”）; //初始化设备并检查错误 }; sensor.VL6180xDefautSettings（）; //加载默认设置以开始使用。 延迟（1000）; //延迟1s display.begin（）; //初始化完成 //您可以更改对比度以适应显示 //以获得最佳观看效果！ display.setContrast（50）; display.display（）; //显示启动画面 display.clearDisplay（）; }
在 空循环 部分中， 设置说明以在LCD屏幕上显示值。这里我们显示两个值，一个是“以勒克斯为单位的环境光水平”（一个勒克斯实际上是每平方米面积一个流明），另一个是“以毫米为单位的距离”。要在LCD屏幕上显示不同的值，请使用“ display.setCursor（0,0）;”定义应在LCD屏幕上显示的每个文本的位置。
void loop（） { display.clearDisplay（）; //获取环境光水平并以LUX Serial.print（“ Ambient Light Level（Lux）=”））报告。 Serial.println（sensor.getAmbientLight（GAIN_1））; display.setTextSize（1）; display.setTextColor（BLACK）; display.setCursor（0,0）; display.println（“ Light Level”）; display.setCursor（0,12）; display.println（sensor.getAmbientLight（GAIN_1））; //获取距离并以毫米为 单位 报告Serial.print（“测得的距离（mm）=”）; Serial.println（sensor.getDistance（））; display.setTextSize（1）; display.setTextColor（BLACK）; display.setCursor（0，24）; display.println（“ Distance（mm）=”）; display.setCursor（0，36）; b = sensor.getDistance（）; display.println（b）; display.display（）; 延迟（500）; }
上载程序后，打开串行监视器，它应该显示输出，如下所示。
VL6180 TOF测距仪用于智能手机，便携式触摸屏设备，平板电脑，笔记本电脑，游戏设备和家用电器/工业设备。
在这里，我们以“勒克斯”显示环境光强度，以毫米为单位显示 距离。
在 下面找到 完整的程序和演示视频。还要检查如何使用超声波传感器测量距离以及如何使用BH1750环境光传感器测量光水平。