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
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:
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
cpp代码:
09 | int main( int argc, char *argv[]) |
11 | char path[50] = "/sys/bus/w1/devices/" ; |
15 | struct dirent *direntp; |
20 | system ( "sudo modprobe w1-gpio" ); |
21 | system ( "sudo modprobe w1-therm" ); |
22 | if ((dirp = opendir(path)) == NULL) |
24 | printf ( "opendir error\n" ); |
28 | while ((direntp = readdir(dirp)) != NULL) |
30 | if ( strstr (direntp->d_name, "28-00000" )) |
32 | strcpy (rom,direntp->d_name); |
33 | printf ( " rom: %s\n" ,rom); |
39 | strcat (path, "/w1_slave" ); |
42 | if ((fd = open(path,O_RDONLY)) < 0) |
44 | printf ( "open error\n" ); |
48 | if (read(fd,buf, sizeof (buf)) < 0) |
50 | printf ( "read error\n" ); |
54 | temp = strchr (buf, 't' ); |
55 | sscanf (temp, "t=%s" ,temp); |
56 | value = atof (temp)/1000; |
57 | printf ( " temp : %3.3f °C\n" ,value); |
编译并执行,结果如图
1 | gcc –Wall ds18b20.c –o 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
05 | os.system( 'modprobe w1-gpio' ) |
06 | os.system( 'modprobe w1-therm' ) |
08 | base_dir = '/sys/bus/w1/devices/' |
09 | device_folder = glob . glob (base_dir + '28*' )[0] |
10 | device_file = device_folder + '/w1_slave' |
12 | name_file=device_folder+ '/name' |
13 | f = open(name_file, 'r' ) |
17 | f = open(device_file, 'r' ) |
23 | lines = read_temp_raw() |
24 | while lines[0].strip()[-3:] != 'YES' : |
26 | lines = read_temp_raw() |
27 | equals_pos = lines[1].find( 't=' ) |
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 |
34 | print( ' rom: ' + read_rom()) |
36 | print( ' C=%3.3f F=%3.3f' % read_temp()) |
运行程序,运行结果如图
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。