ATK-PAJ7620手势识别传感器模块使用说明 阿波罗F767 _AN1705E

1 AN1705E ATK-PAJ7620手势识别手势识别模块使用说明如何使用本应用程序文档(AN1705E )在ALIENTEK阿波罗767开发板上使用ATK-PAJ7620手势识别传感器模块？ 本文档包括1、ATK-PAJ7620模块概述2、硬件连接3、软件实现4、验证1、ATK-PAJ7620模块概述ATK-PAJ7620_V1.2(V1.2为版本号，以下标记为ATK-PAJ7620 ) 该模块采用皮克斯公司的PAJ7620U2芯片，在芯片内部集成了光学阵列传感器，使其输出复杂的手势和光标模式，具有9种手势识别，上下、左、右、前、后、顺时针、逆时针摆动的手势ATK-PAJ7620模块具有体积小、灵敏度高、支持中断输出、支持3.3V/5V系统、使用方便等特点， 模块通过6根间距为2.54mm的管脚与外部连接的模块的外观如图1.1所示：图1.1 ATK-PAJ7620模块的外观图1.1 PAJ7620U2轮廓PAJ7620U2是原相技术(PixArt )公司发表的光学排列式内置光源和环境光抑制滤光片的LED，镜头和手势传感器是小的立方体模块，能在暗和低环境下工作。 同时传感器内置了手势识别，支持9种手势类型和手势中断结果的输出。 另外，内置有接近检测功能，可用于检测物体的接近和离开。 PAJ7620U2的特征是IIC接口，支持最大400Khz的通信速率。 内置9种姿势类型(上、下、左、右、前、后、顺时针、逆时针、摆动)，支持输出中断。 支持接近检测功能，检测物体的体积大小和亮度。 待机功耗电流15uA。 光干涉防止2 PAJ7620U2的模块功能框图如图1.1.1所示：从图1.1.1框图中观察图1.1.1 PAJ7620U2的功能框图，在PAJ7620U2内部设置LED驱动器、传感器感应阵列、目标信息提取阵列、杰PAJ7620U2在工作中经由内部LED驱动器驱动红外线LED发送红外线信号，传感器阵列以有效距离检测到物体的情况下，目标信息提取阵列对检测目标进行特征性的原始数据的取得，取得的数据存在于寄存器中的同时， 手势识别阵列可以识别和处理原始数据，最后将手势结果存储在寄存器中，用户可以从I2C接口读取原始数据和手势识别的结果。 1.2手势操作说明手势操作说明PAJ7620U2在内部具有“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顺时针”、“逆时针”、“摆动”9个手势识别。 使用时传感器的打开窗位置朝上，如图1.2.1所示，图1.2.1传感器朝向位置(打开窗上)，把手放在传感器上，保持与传感器的垂直距离，如果做图1.2.2(1)和(2)所示的姿势，则分别为“上”、“上”、“下”。 3图1.2.2(1)“上”“下”“左”“右”手势图1.2.2(2)“顺时针”“逆时针”“摆动”手势手在传感器的上方，与传感器垂直方向的距离相对变化，做图1.2.2(3)所示的手势时，“前”“后” 图1.2.2(3)“前”“后”手势1.3模块常用寄存器概要模块常用寄存器概要在PAJ7620U2内部共计有数百个寄存器，但在公式上也只说明一部分寄存器，在此仅介绍PAJ7620U2中常用的几个寄存器其他请参考PAJ7620U2芯片手册。这里首先提到在PAJ7620U2的内部有存储体0和存储体1这两个存储体寄存器区域。 不同的区域被用于访问不同的功能寄存器，但要访问其中的存储区区域下的寄存器，需要在访问前发送控制命令进入该寄存器区域。 具体的控制指令如表1.4.1所示。 存储区地址值bank0xef0x0bank1xef0x0x1表1.3.1控制指令可从表中看到。进入BANK0区域后，0x0的值被写入传感器0 xEF地址，BANK1区域的传感器0 xEF地址中写入0 x01的值4首先介绍下一个存储区1下的PAJ7620U2使能寄存器。 此寄存器地址为0X72，如图1.4.2所示：使能图1.3.2操作寄存器此寄存器用于运行PAJ7620U2，其中仅对bit0位感兴趣，且当设置为1时运行PAJ7620，且当设置为0时下面介绍下一个存储区0下的挂起管理寄存器。 该寄存器地址为0X03，各说明如图1.3.3所示。 在图1.3.3的挂起管理寄存器的各说明中，由于暂停位0位控制挂起，因此要使PAJ7620U2处于挂起状态，不是将该位设置为1，而是手动地具体描述了进入暂停的方法和终止暂停的方法如图1.3.4所示，在图1.3.4的挂起进程进入挂起之前，将存储体1的PAJ7620U2使能操作寄存器0X72设置为0X00，运行失效的PAJ7620U2，然后执行存储体0的挂起管理寄存器0X03 要结束从挂起到唤醒的操作，(向PAJ7620U2发送写命令来启动唤醒，命令形式如图1.3.5所示：图1.3.5唤醒命令形式唤醒命令形式是I2C通信的命令形式(2)在发送了唤醒命令之后，等待700us以上的时间，读取PAJ7620U2的0X00寄存器5，判断是否为0X20的值，否则进入步骤1，继续唤醒。 在0X00寄存器的值变为0X20之前，唤醒成功。 (3)在唤醒成功之后(由于暂停时关闭了PAJ7620U2)，将0X01写入到BANK1的使能操作寄存器0X72中，并且使能PAJ7620U2。 通过以上三个步骤，可以使PAJ7620U2从挂起到唤醒。 这里需要注意的是，首次接通PAJ7620U2电源后，传感器也在挂起状态下工作，同样需要唤醒其工作。 接下来，我们来看看存储区0下的手势检测输出中断使能寄存器1。 该寄存器地址为0X41，各位如图1.3.6所示，图1.3.6的姿势检测输出中断启用寄存器1对姿势识别起作用，bit0bit7位能够进行不同的姿势识别结果的中断输出，因此为缺省值位1位为“下”，位2位为“左”，位3位为“右”，位4位为“前”，位5位为“后”，位6位为“顺时针”，位7位为“逆时针”。 如果将对应位设置为1，则在检测到对应的姿势识别时，不输出对应的姿势识别结果。 如果将对应位设定为0，则关闭手势识别结果并中断。 下面，我们来看看BANK0下的手势检测输出中断许可寄存器2。 此寄存器地址为0X42，各位如图1.3.7所示，图1.3.7的姿势检测输出中断许可寄存器2也起到姿势识别的作用，其中仅位0位有效，位1 -位7为保留位，寄存器缺省值为bit0是用于使姿势识别“摆动”成为可能的输出中断，bit0位设定为1时，关闭“摆动”姿势识别输出中断，设定为0时，关闭输出中断。 接下来，我们来看看BANK0的手势识别中断标志寄存器1。 此地址为0X43，如图1.3.8所示，图1.3.8姿势识别中断标志寄存器1用于姿势识别，以实现姿势识别输出结果的中断标志。在BANK0寄存器0X41使相应的姿势中断位有效之后，当PAJ7620U2检测到内置姿势时，可设一个相应的寄存器姿势标志，且读取标志可清除相应的中断标志位。 用户通过读取对应的状态，能够获知当前姿势识别的结果。 接下来，我们来看看BANK0的手势识别中断标志寄存器2。 此地址为0X44，大家如图1.3.9所示，图1.3.9的姿势识别中断标志寄存器2是接收0X43的寄存器，同样对姿势识别也起作用，是实现姿势识别输出结果的中断标志，仅bit0位发挥功能在BANK0寄存器0X42中“摆动”姿势的中断位变为有效后，PAJ7620U2检测到“摆动”姿势时，对应的寄存器姿势标志被设置为1，读取标志清除对应的中断标志位用户通过读取对应的状态，能够获知当前姿势识别的结果。 接下来，我们来看看BANK0的检测物体亮度寄存器。 该地址是0XB0，寄存器的描述如图1.3.10所示： 7图1.3.10检测物体亮度寄存器该寄存器实现检测物体亮度值的获取。 在接近检测中，在物体在PAJ7620U2的有效检测距离内的情况下，当读取该寄存器时，获得物体的亮度，并获得亮度值为0255。 下面，我们来看看BANK0的检测物体体积大小寄存器。 地址为0db2和0db1，寄存器的描述如图1.3.11所示：图1.4.11的检测物体卷尺寸寄存器物体的卷尺寸值是将两个寄存器值组合而成的，分别是0db2寄存器的低位4位值和0db1寄存器的在接近检测中，在物体处于PAJ7620U2的有效检测距离内的情况下，读取这两个寄存器可获得物体的体积大小，并且体积值为0900。 以上是一般寄存器的介绍，更多寄存器的说明请参阅PAJ7620U2芯片手册。 1.4模块实验流程模块实验流程本例程实验主要测试PAJ7620U2的手势识别和接近检测(物体的体积和亮度)的功能(采用轮询方式，不使用中断销)， 具体的工作流程如图1.4.1所示： 8图1.4.1工作流程图在前一个寄存器中介绍的PAJ7620U2在初次接通电源时处于挂起状态，所以使用时需要唤醒，唤醒后需要初始化，PAJ7620U2的需要配置多个寄存器，虽然有些寄存器手册没有提到，但幸运的是，手册为用户提供了配置阵列，我们可以直接调用。 同样，在手势识别和接近检测、手动中也准备了初始化配置排列，我们也只要调用就行了。 在实验例程中，用按钮选择手势识别和接近检测，以下说明：1:手势识别测试：用KEY1按钮进入该测试。 实现了PAJ7620U2附带的9个姿势识别检查，向上(Up )、向下(Dowm )、左(Left )、右(Right )、前向(Forward )、后退(Backward )、顺时针(Clockwise )、逆时针(识别正确的手势后，DS1指示灯会闪烁，手势结果会显示在LCD屏幕上，并输出串行。 DS0指示灯闪烁表示程序正在运行，按KEY_UP键返回到主菜单页面。 2、接近检测测试：用KEY0键进入该测试。 PAJ7620U2实现读取接近物体的大小和亮度的传感器数据，在LCD画面上显示，进行串行输出的同时，DS0灯闪烁，通知程序正在执行中，按下KEY_UP按钮后返回到主菜单页面。9 2、硬件连接硬件连接2.1硬件准备资源硬件准备资源本实验所需的硬件资源如下： 1、ALIENTEK阿波罗STM32F767开发板1个2、tftlcd/rgblcd模块3， 一个ATK-PAJ7620模块一条4 USB电缆(用于电源供应、模块和计算机串行调节助手通信) 2.3模块、开发板连接模块和开发板连接ATK-PAJ7620模块可以直接连接到ALIENTEK阿波罗STM32F767开发板的ATK模块接口(ATK模块)， atk模块和MCU连接的电路图图2.3.1中所示：从图2.3.1 atk -模块接口和MCU连接关系图中可以看到，atk模块接口是P9的usar t3_ t 阿波罗STM32F767开发板和ATK-PAJ7620模块之间的连接关系如表2.3.2所示： ATK-PAJ7620姿势识别传感器模块和开发板之间的连接关系姿势识别传感器模块和开发板之间的连接关系atk-paj STM32F767开发板开发板5V GND PB10 PB11表2.3.2 ATK-PAJ7620模块与阿波罗STM32F767开发板