Raspberry Pi 树莓派连接温度传感器DS18B20

来源：http://www.waveshare.net/study/article-607-1.html

本章讲解如果在linux系统下控制DS18B20

DS18B20是一个比较常用的温度传感器，采用单总线控制，以前用单片机编程控制时严格按照单总线的时序控制，今天来看看在linux系统下如何控制DS18B20,体验一下在linux世界，一切都是文件。

一、修改配置文件

`1`	`sudo vi /boot/config.txt`

（注：运行sudo raspi-config实际上也是修改这个文件，例如设置Advanced Options -> I2C 启动i2C内核驱动,就是修个dtparam=i2c_arm=on 这一行）

在/boot/config.txt文件后面添加下面这一句，这一句就是树莓派添加Device Tree设备，dtoverlay=w1-gpio-pull表示添加单总线设备，gpioin=4默认管脚为4，如果DS18B20接到其他管脚则需要修改这个值，Pioneer 600扩展板DS18B20默认接到4，故不用修改。（注：管脚为BCM编号）

`1`	`dtoverlay=w1-gpio-pullup，gpioin=4`

在/boot/overlays/README中有关于树莓派Device Tree的详细介绍，在其中我们找到下面关于w1-gpio-pullup设备的介绍如下图。

二、查看模块是否启动

重启树莓派是设置生效，运行lsmod命令，如果发现红色方框的两个模块说明模块已启动。

如果没有发现，也可以运行如下命令加载模块

`1`	`sudo modprobe w1_gpio`

`2`	`sudo modprobe w1_therm`

三、读取温度

如果没有问题，在/sys/bus/w1/devices中发现一个28-XXXX开头的文件夹，这个就是DS18B20的ROM,每个DS18B20都一样，在这个文件夹中读取w1_slave文件则会返回当前温度值。操作如下图：

`1`	`sudo modprobe w1-gpio`

`2`	`sudo modprobe w1-therm`

`3`	`cd /sys/bus/w1/devices`

`4`	`cd 28-00000xxx`

`5`	`cat w1_slave`

返回数据中，第一行最后的YRS表示CRC校验成功，数据有效。第二行最后t=30500表示当前温度为30.5摄氏度。

如果接多个DS18B20，将会看到多个28-xxxx的文件，分别对应各个DS18B20。

四、软件编程

1、sysfs

`01`	`#include` `<stdio.h>`

`02`	`#include` `<stdlib.h>`

`03`	`#include` `<unistd.h>`

`04`	`#include` `<fcntl.h>`

`05`	`#include` `<dirent.h>`

`06`	`#include` `<string.h>`

`07`	`#include` `<time.h>`

08

`09`	`int main(int argc, char *argv[])`

10 {

`11`	`char path[50] =` `"/sys/bus/w1/devices/";`

`12`	`char rom[20];`

`13`	`char buf[100];`

`14`	`DIR *dirp;`

`15`	`struct dirent *direntp;`

`16`	`int fd =-1;`

`17`	`char *temp;`

`18`	`float value;`

19

`20`	`system("sudo modprobe w1-gpio");`

`21`	`system("sudo modprobe w1-therm");`

`22`	`if((dirp = opendir(path)) == NULL)`

23 {

`24`	`printf("opendir error\n");`

`25`	`return` `1;`

26 }

27

`28`	`while((direntp = readdir(dirp)) != NULL)`

29 {

`30`	`if(strstr(direntp->d_name,"28-00000"))`

31 {

`32`	`strcpy(rom,direntp->d_name);`

`33`	`printf(" rom: %s\n",rom);`

34 }

35 }

`36`	`closedir(dirp);`

37

`38`	`strcat(path,rom);`

`39`	`strcat(path,"/w1_slave");`

`40`	`while(1)`

41 {

`42`	`if((fd = open(path,O_RDONLY)) < 0)`

43 {

`44`	`printf("open error\n");`

`45`	`return` `1;`

46 }

47

`48`	`if(read(fd,buf,sizeof(buf)) < 0)`

49 {

`50`	`printf("read error\n");`

`51`	`return` `1;`

52 }

53

`54`	`temp =` `strchr(buf,'t');`

`55`	`sscanf(temp,"t=%s",temp);`

`56`	`value = atof(temp)/1000;`

`57`	`printf(" temp : %3.3f °C\n",value);`

58

`59`	`sleep(1);`

60 }

`61`	`return` `0;`

62 }

编译并执行,结果如图

`1`	`gcc –Wall ds18b20.c –o ds18b20`

`2`	`sudo ds18b20`

注：（1）system("sudo modprobe w1-gpio");system("sudo modprobe w1-therm");在程序的开头运行了一下modprobe命令

（2） dirp = opendir(path) 打开/sys/bus/w1/devices/文件路径

（3）direntp = readdir(dirp) 读取当前路径下的文件或文件夹

（4）strstr(direntp->d_name,"28-00000")

查找28-00000开头的文件，strstr为字符串操作函数，上面这条语句表示文件名字是否包含字符串“28-00000”，如果匹配则返回第一次匹配的地址，没有搜索到则返回NULL.

（5）strcpy(rom,direntp->d_name); strcpy为字符串复制函数。，将包含28-00000的文件名复制到rom字符串

（6）strcat(path,rom);strcat(path,"/w1_slave"); strcat为字符串连接函数，此时path的值为/sys/bus/w1/devices/28-00000xxxx/w1_slave

（7）fd = open(path,O_RDONLY); read(fd,buf,sizeof(buf)) 打开文件并读取数据

（8）temp = strchr(buf,'t'); 查找字符‘t’第一次出现的位置，

（9）sscanf(temp,"t=%s",temp); sscanf函数是从一个字符串中读进与指定格式相符的数据，此处为从第二行数据中扫描出温度值

(10) value = atof(temp)/1000; atof函数把字符串转化为浮点数。

2、python

`01`	`import os`

`02`	`import` `glob`

`03`	`import time`

04

`05`	`os.system('modprobe w1-gpio')`

`06`	`os.system('modprobe w1-therm')`

07

`08`	`base_dir =` `'/sys/bus/w1/devices/'`

`09`	`device_folder =` `glob.glob(base_dir +` `'28*')[0]`

`10`	`device_file = device_folder +` `'/w1_slave'`

`11`	`def read_rom():`

`12`	`name_file=device_folder+'/name'`

`13`	`f = open(name_file,'r')`

`14`	`return` `f.readline()`

15

`16`	`def read_temp_raw():`

`17`	`f = open(device_file,` `'r')`

`18`	`lines = f.readlines()`

`19`	`f.close()`

`20`	`return` `lines`

21

`22`	`def read_temp():`

`23`	`lines = read_temp_raw()`

`24`	`while` `lines[0].strip()[-3:] !=` `'YES':`

`25`	`time.sleep(0.2)`

`26`	`lines = read_temp_raw()`

`27`	`equals_pos = lines[1].find('t=')`

`28`	`if` `equals_pos != -1:`

`29`	`temp_string = lines[1][equals_pos+2:]`

`30`	`temp_c = float(temp_string) / 1000.0`

`31`	`temp_f = temp_c * 9.0 / 5.0 + 32.0`

`32`	`return` `temp_c, temp_f`

33

`34`	`print(' rom: '+ read_rom())`

`35`	`while` `True:`

`36`	`print(' C=%3.3f F=%3.3f'% read_temp())`

`37`	`time.sleep(1)`

运行程序,运行结果如图

`1`	`sudo python ds18b20.py`

注：（1）程序的开头运行了一下modprobe命令

（2） device_folder = glob.glob(base_dir + '28*')[0]

device_file = device_folder + '/w1_slave'

定义设备文件夹和设备文件，glob.glob（base_dir + '28*')）函数为获得base_dir路径下所有28开头的文件。

（3）while lines[0].strip()[-3:] != 'YES': 判断w1-value第一行的最后三个字符是否为‘YES‘

（4）equals_pos = lines[1].find('t=') 查找第二行中‘t=’出现的位置

(5) temp_string = lines[1][equals_pos+2:] 取温度数据

总结：对比上面两个两个程序，我们可以发现python程序更加简单方便。