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一、前言
單總線也叫做一線總線（one-write），它只有1根信號線，既傳輸時鐘又傳輸數(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現(xiàn)兩個設(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，我這里用的是一個擴(kuò)展板，直接把傳感器接上即可。
| 引腳 | 名稱 | 說明 |
|---|---|---|
| 1 | GND | 供電電源負(fù)極 |
| 2 | DQ | 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳（和MCU任意一個IO口相連，注意：這里需要有上拉電阻） |
| 3 | VCC | 供電電源正極 |
注意：如果你的傳感器是插件封裝的，一定要分清楚正負(fù)，不然會燒壞的。判斷方法（僅供參考）：平的一面對著自己，左邊的是GND，右邊的是VCC，中間的是信號線。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)備啟動的時候是沒有使能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DS18B20，w1thermsensor庫集成了多款傳感器的驅(qū)動（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，使用w1thermsensor庫之前先要安裝這個庫，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
這個方法其實就是基于第四點(diǎn)的通訊測試，把手動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非常好的選擇。
關(guān)于樹莓派和單片機(jī)的一些個人見解：
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樹莓派的一些看法。樹莓派是一個微型的電腦，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)動的開發(fā)，應(yīng)用層主要也是以控制為主，不會說用單片機(jī)去做一個非常復(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，有時間和精力的話是可以去研究一下硬件的原理和底層的實現(xiàn)。而單片機(jī)的開發(fā)很多時候會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)手冊去開發(fā)一個驅(qū)動程序，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，底層怎么實現(xiàn)的不用管，我們是做大事的，不要花太多的時間在一些小事情上面。純粹是個人的看法，勿噴，如果你有不同的見解，歡迎在評論區(qū)留言，謝謝?。?！
好了，這一講的內(nèi)容就這么多了，如果對你有幫助，可以給個收藏，如果想了解更多樹莓派的知識可以關(guān)注我，后續(xù)我會繼續(xù)更新更多的教程。
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