查看“树莓派系列教程14：单总线控制DS18B20”的源代码



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
<syntaxhighlight lang="python">
sudo vi /boot/config.txt</syntaxhighlight>
（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）
<syntaxhighlight lang="python">
dtoverlay=w1-gpio-pull，gpioin=4</syntaxhighlight>

[[File:210747j07ist4tia7ii67d.png]]

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。




[[File:210754vp4qroon44uhebcf.png]]

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
<syntaxhighlight lang="python">
sudo modprobe w1_gpio
sudo modprobe w1_therm</syntaxhighlight>


[[File:210754jsex2eaxm050a29t.png]]

<!--[if !supportLists]-->三、 <!--[endif]-->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：
<syntaxhighlight lang="python">
sudo modprobe w1-gpio
sudo modprobe w1-therm
cd  /sys/bus/w1/devices
cd 28-00000xxx
cat w1_slave</syntaxhighlight>


[[File:210755ggntrmptgkmbnzhm.png]]

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
<syntaxhighlight lang="python">
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <dirent.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    char path[50] = "/sys/bus/w1/devices/";
    char rom[20];
    char buf[100];
    DIR *dirp;
    struct dirent *direntp;
    int fd =-1;
    char *temp;
    float value;

    system("sudo modprobe w1-gpio");
    system("sudo modprobe w1-therm");
    if((dirp = opendir(path)) == NULL)
    {
        printf("opendir error\n");
        return 1;
    }

    while((direntp = readdir(dirp)) != NULL)
    {
        if(strstr(direntp->d_name,"28-00000"))
        {
            strcpy(rom,direntp->d_name);
            printf(" rom: %s\n",rom);
        }
    }
    closedir(dirp);

    strcat(path,rom);
    strcat(path,"/w1_slave");
    while(1)
    {
        if((fd = open(path,O_RDONLY)) < 0)
        {
            printf("open error\n");
            return 1;
        }

        if(read(fd,buf,sizeof(buf)) < 0)
        {
            printf("read error\n");
            return 1;
        }

        temp = strchr(buf,'t');
        sscanf(temp,"t=%s",temp);
        value = atof(temp)/1000;
        printf(" temp : %3.3f °C\n",value);

        sleep(1);
    }
    return 0;
}</syntaxhighlight>
 
编译并执行,结果如图
<syntaxhighlight lang="python">
gcc –Wall ds18b20.c –o ds18b20
sudo ds18b20</syntaxhighlight>
 

[[File:210755arrbwowh1wyrhyy5.png]]

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
<!--[if !supportLists]-->       （2） <!--[endif]-->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
<syntaxhighlight lang="python">
import os
import glob
import time

os.system('modprobe w1-gpio')
os.system('modprobe w1-therm')

base_dir = '/sys/bus/w1/devices/'
device_folder = glob.glob(base_dir + '28*')[0]
device_file = device_folder + '/w1_slave'
def read_rom():
    name_file=device_folder+'/name'
    f = open(name_file,'r')
    return f.readline()

def read_temp_raw():
    f = open(device_file, 'r')
    lines = f.readlines()
    f.close()
    return lines

def read_temp():
    lines = read_temp_raw()
    while lines[0].strip()[-3:] != 'YES':
        time.sleep(0.2)
        lines = read_temp_raw()
    equals_pos = lines[1].find('t=')
    if equals_pos != -1: 
        temp_string = lines[1][equals_pos+2:]
        temp_c = float(temp_string) / 1000.0
        temp_f = temp_c * 9.0 / 5.0 + 32.0
        return temp_c, temp_f

print(' rom: '+ read_rom())
while True:
    print(' C=%3.3f  F=%3.3f'% read_temp())
time.sleep(1)</syntaxhighlight>
运行程序,运行结果如图
<syntaxhighlight lang="python">
sudo python ds18b20.py</syntaxhighlight>
 

[[File:210756rmz5q6irpzsm7pms.png.thumb.png]]

注：（1）程序的开头运行了一下modprobe命令
<!--[if !supportLists]-->      （2） <!--[endif]-->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。