中职扩展资源包资料树莓派系列教程14单总线控制DS18B20.docx
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中职扩展资源包资料树莓派系列教程14单总线控制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
sudovi/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-pull，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
sudomodprobew1_gpio
2
sudomodprobew1_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
sudomodprobew1-gpio
2
sudomodprobew1-therm
3
cd /sys/bus/w1/devices
4
cd28-00000xxx
5
catw1_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
02
#include
03
#include
04
#include
05
#include
06
#include
07
#include
08
09
intmain（intargc,char*argv[]）
10
{
11
charpath[50]= "/sys/bus/w1/devices/";
12
charrom[20];
13
charbuf[100];
14
DIR*dirp;
15
structdirent*direntp;
16
intfd=-1;
17
char*temp;
18
floatvalue;
19
20
system（"sudomodprobew1-gpio"）;
21
system（"sudomodprobew1-therm"）;
22
if（（dirp=opendir（path））==NULL）
23
{
24
printf（"opendirerror\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（"openerror\n"）;
45
return 1;
46
}
47
48
if（read（fd,buf,sizeof（buf））<0）
49
{
50
printf（"readerror\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
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gcc–Wallds18b20.c–ods18b20
2
sudods18b20
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
importos
02
import glob
03
importtime
04
05
os.system（'modprobew1-gpio'）
06
os.system（'modprobew1-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
defread_rom（）:
12
name_file=device_folder+'/name'
13
f=open（name_file,'r'）
14
return f.readline（）
15
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defread_temp_raw（）:
17
f=open（device_file, 'r'）
18
lines=f.readlines（）
19
f.close（）
20
return lines
21
22
defread_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
sudopythonds18b20.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。
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