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
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）
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
sudo modprobe w1_gpio
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：
sudo modprobe w1-gpio
sudo modprobe w1-therm
cd /sys/bus/w1/devices
cd 28-00000xxx
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
#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;
}
编译并执行,结果如图
gcc –Wall ds18b20.c –o ds18b20
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
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)
运行程序,运行结果如图
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。
