樹莓派從零開始快速入門第8講——單總線（以DS18B20為例）

一、前言

單總線也叫做一線總線（one-write），它只有1根信號(hào)線，既傳輸時(shí)鐘又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，通過一問一答的形式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互。具體的原理我就不細(xì)說了，感興趣的同學(xué)可以自己去查閱相關(guān)的資料，今天我以DS18B20為例，講一下樹莓派的單總線的使用方法。

二、硬件連接

DS18B20引腳定義如下，根據(jù)引腳定義連接到樹莓派上，我這里用的是一個(gè)擴(kuò)展板，直接把傳感器接上即可。

注意：如果你的傳感器是插件封裝的，一定要分清楚正負(fù)，不然會(huì)燒壞的。判斷方法（僅供參考）：平的一面對(duì)著自己，左邊的是GND，右邊的是VCC，中間的是信號(hào)線。接上之后可以迅速上電然后斷電，摸一下傳感器，如果迅速發(fā)熱并且非常燙說明接反了。

三、使能1-write接口

方法1：通過配置命令

sudo raspi-config    // 打開配置
sudo reboot          // 重啟，如果之前沒有使能，配置完之后要重啟才能生效

方法2：在可視化界面的設(shè)置里面修改

注意：如果設(shè)備啟動(dòng)的時(shí)候是沒有使能1-Write接口的，使能之后需要重啟才能生效。

四、通訊測(cè)試

sudo modprobe w1-gpio
sudo modprobe w1-therm
cd /sys/bus/w1/devices
ls                       // 查詢傳感器的ID，如果什么都沒有，可能是前面沒有使能1-Write，或者使能了但是沒有重啟，也可能是硬件連接有問題
cd 28-xxxxxxx            // 28-xxxxxxx：18b20的ID，每個(gè)傳感器的id都是不同的，根據(jù)自己的輸入，如果查詢的ID里面不是28開頭而是00開頭的，那應(yīng)該不是ds18b20
cat w1_slave

五、編寫代碼并運(yùn)行

1、方式1

基于w1thermsensor庫驅(qū)動(dòng)DS18B20，w1thermsensor庫集成了多款傳感器的驅(qū)動(dòng)（DS18S20、DS1822、DS18B20、DS28EA00、DS1825/MAX31850K）。

w1thermsensor Github 鏈接：https://github.com/timofurrer/w1thermsensor

示例代碼：

from w1thermsensor import W1ThermSensor
sensor = W1ThermSensor(W1ThermSensor.THERM_SENSOR_DS18B20, "00000cb51493")  #00000cb51493：是ds18b20的id，根據(jù)自己的id輸入（注意不要把“28-”也復(fù)制進(jìn)來）
temp = sensor.get_temperature()
print(temp)

注：該代碼基于w1thermsensor庫驅(qū)動(dòng)，使用w1thermsensor庫之前先要安裝這個(gè)庫，命令如下：

sudo apt-get install python3-pip               // python3 pip安裝管理器依賴包
sudo apt-get install python3-w1thermsensor     // w1thermsensor庫

查詢要讀取的ds18b20的id。

可以通過第四步的通訊測(cè)試查，也可以用下面的命令查。

cd /etc
ls /sys/bus/w1/devices

示例代碼1運(yùn)行結(jié)果：

2、方式2

這個(gè)方法其實(shí)就是基于第四點(diǎn)的通訊測(cè)試，把手動(dòng)輸入的命令寫在腳本上運(yùn)行。

示例代碼：

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
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)

示例代碼運(yùn)行結(jié)果：

六、結(jié)束語

DS18B20是一款很簡(jiǎn)單的單總線傳感器，我覺得以此為例去學(xué)習(xí)和了解單總線是一個(gè)非常好的選擇。

關(guān)于樹莓派和單片機(jī)的一些個(gè)人見解：

樹莓派快速入門系列教程，剛剛進(jìn)入基礎(chǔ)編程的教學(xué)，為了避免大家進(jìn)入思維的誤區(qū)，在這里我想說說我對(duì)樹莓派的一些看法。樹莓派是一個(gè)微型的電腦，在運(yùn)算能力方面是比單片機(jī)要強(qiáng)的，在編程上樹莓派更偏向應(yīng)用層的開發(fā)，也可以理解為電腦軟件的開發(fā)。而單片機(jī)的話更多的是做底層外設(shè)驅(qū)動(dòng)的開發(fā)，應(yīng)用層主要也是以控制為主，不會(huì)說用單片機(jī)去做一個(gè)非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算或者處理大量的數(shù)據(jù)。

所以，樹莓派的編程其實(shí)是有一點(diǎn)點(diǎn)脫離硬件的，就是我們可以不管底層的硬件是怎么實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)?，直接調(diào)用庫函數(shù)，把數(shù)據(jù)拿到就行了，當(dāng)然，有時(shí)間和精力的話是可以去研究一下硬件的原理和底層的實(shí)現(xiàn)。而單片機(jī)的開發(fā)很多時(shí)候會(huì)遇到一些沒用過的芯片，我們就需要根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)去開發(fā)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，然后再做應(yīng)用層的開發(fā)，當(dāng)然了，單片機(jī)也是可以跑操作系統(tǒng)的，比如FreeRTos、RT-thread等，跑操作系統(tǒng)的話和樹莓派的編程就有些類似了，但畢竟跑系統(tǒng)的單片機(jī)還是少數(shù)。

總結(jié)起來就是一句話：樹莓派編程能用庫的就用庫，底層怎么實(shí)現(xiàn)的不用管，我們是做大事的，不要花太多的時(shí)間在一些小事情上面。純粹是個(gè)人的看法，勿噴，如果你有不同的見解，歡迎在評(píng)論區(qū)留言，謝謝！?。?/p>

好了，這一講的內(nèi)容就這么多了，如果對(duì)你有幫助，可以給個(gè)收藏，如果想了解更多樹莓派的知識(shí)可以關(guān)注我，后續(xù)我會(huì)繼續(xù)更新更多的教程。

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