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Raspberry Pi 樹莓派連線溫度感測器DS18B20

阿新 • • 發佈：2019-02-13

DS18B20是一個比較常用的溫度感測器，採用單匯流排控制，以前用微控制器程式設計控制時嚴格按照單匯流排的時序控制，今天來看看在linux系統下如何控制DS18B20,體驗一下在linux世界，一切都是檔案。

一、修改配置檔案

1 sudo vi /boot/config.txt

（注：執行sudo raspi-config實際上也是修改這個檔案，例如設定Advanced Options  -> I2C 啟動i2C核心驅動,就是修個dtparam=i2c_arm=on 這一行）

在/boot/config.txt檔案後面新增下面這一句，這一句就是樹莓派新增Device Tree裝置，

dtoverlay=w1-gpio-pull表示新增單匯流排裝置，gpioin=4預設管腳為4，如果DS18B20接到其他管腳則需要修改這個值，Pioneer 600擴充套件板DS18B20預設接到4，故不用修改。（注：管腳為BCM編號）

1 dtoverlay=w1-gpio-pull，gpioin=4

在/boot/overlays/README中有關於樹莓派Device Tree的詳細介紹，在其中我們找到下面關於w1-gpio-pullup裝置的介紹如下圖。

二、檢視模組是否啟動

重啟樹莓派是設定生效，執行lsmod命令，如果發現紅色方框的兩個模組說明模組已啟動。

如果沒有發現，也可以執行如下命令載入模組

1 sudo modprobe w1_gpio
2 sudo modprobe w1_therm

三、 讀取溫度

如果沒有問題，在/sys/bus/w1/devices中發現一個28-XXXX開頭的資料夾，這個就是DS18B20的ROM,每個DS18B20都一樣，在這個資料夾中讀取w1_slave檔案則會返回當前溫度值。操作如下圖：

1 sudo modprobe w1-gpio
2 sudo modprobe w1-therm
3 cd  /sys/bus/w1/devices
4 cd 28-00000xxx
5 cat w1_slave

返回資料中，第一行最後的YRS

表示CRC校驗成功，資料有效。第二行最後t=30500表示當前溫度為30.5攝氏度。

如果接多個DS18B20，將會看到多個28-xxxx的檔案，分別對應各個DS18B20。

四、軟體程式設計

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 }

編譯並執行,結果如圖

1 gcc –Wall ds18b20.c –o ds18b20
2 sudo ds18b20

注：（1）system("sudo modprobe w1-gpio");system("sudo modprobe w1-therm");在程式的開頭運行了一下modprobe命令

       （2） dirp = opendir(path) 開啟/sys/bus/w1/devices/檔案路徑

（3）direntp = readdir(dirp) 讀取當前路徑下的檔案或資料夾

（4）strstr(direntp->d_name,"28-00000")

查詢28-00000開頭的檔案，strstr為字串操作函式，上面這條語句表示檔名字是否包含字串“28-00000”，如果匹配則返回第一次匹配的地址，沒有搜尋到則返回NULL.

（5）strcpy(rom,direntp->d_name); strcpy為字串複製函式。，將包含28-00000的檔名複製到rom字串

（6）strcat(path,rom);strcat(path,"/w1_slave");  strcat為字串連線函式，此時path的值為/sys/bus/w1/devices/28-00000xxxx/w1_slave

（7）fd = open(path,O_RDONLY); read(fd,buf,sizeof(buf)) 開啟檔案並讀取資料

（8）temp = strchr(buf,'t'); 查詢字元‘t’第一次出現的位置， 

（9）sscanf(temp,"t=%s",temp); sscanf函式是從一個字串中讀進與指定格式相符的資料，此處為從第二行資料中掃描出溫度值

(10) value = atof(temp)/1000;atof函式把字串轉化為浮點數。

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)

執行程式,執行結果如圖

1 sudo python ds18b20.py

注：（1）程式的開頭運行了一下modprobe命令

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

        device_file = device_folder + '/w1_slave'

     定義裝置資料夾和裝置檔案，glob.glob（base_dir + '28*')）函式為獲得base_dir路徑下所有28

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