Difference between revisions of "Matrix - Temperature Sensor/zh"
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{ | { | ||
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} else { | } else { | ||
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Revision as of 10:25, 17 November 2015
Contents
1 介绍
- 模块Matrix-Temperature_Sensor用于检测温度。
- 搭载了一颗TO-92封装的DS18B20芯片。从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根GPIO, 出厂时已经给定了唯一的序列号。
- 测量范围是-55摄氏度到+125摄氏度，可选9-bit或12-bit，在-10摄氏度到+85摄氏度时可以精确到0.5度，采用一线协议通讯。V对应电源引脚，G对应地引脚，S对应数据引脚。
2 特性
- -55摄氏度到+125摄氏度
- 一线协议
- 体积小巧
- 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
- PCB尺寸（mm）:8X24
- 引脚说明:
| 名称 | 描述 |
| S | GPIO |
| V | 电源5V |
| G | 地 |
3 工作原理
DS18B20低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
4 下载Matrix源码
Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：git://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。
- nanopi分支用于支持NanoPi；
- nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
- tiny4412分支用于支持Tiny4412；
- raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；
在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
$ sudo apt-get install git
克隆Matrix配件代码仓库
$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。
5 与NanoPi 2连接使用
5.1 硬件连接
参考下图连接模块Matrix-Temperature_Sensor和NanoPi 2：
连接说明：
| Matrix-Temperature Sensor | NanoPi 2 |
| S | Pin7 |
| V | Pin4 |
| G | Pin6 |
5.2 加载驱动模块
启动NanoPi 2，在其Debian的shell终端上加载芯片对应的驱动模块
$ modprobe w1-gpio模块w1-gpio是芯片DS18B20的驱动。
5.3 编译测试程序
进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支
$ cd matrix $ git checkout nanopi2
编译Matrix配件代码
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean $ make CROSS_COMPILE=arm-linux- $ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc.4.8.5。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Temperature_Sensor对应的测试程序为matrix-temp_sensor。
5.4 运行测试程序
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/ $ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Temperature_Sensor的测试程序。
$ matrix-temp_sensor注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
5.5 代码展示
int main(int argc, char ** argv) { char temperature[32]; memset(temperature, 0, 32); if (ds18b20Read(temperature) > 0) { printf("Temperature = %.3f C\n", atoi(temperature)/1000.0); } else { printf("Fail to get temperature\n"); } return 0; }
6 与NanoPi连接使用
6.1 准备工作
在NanoPi上运行Debian系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器，参考wiki: NanoPi & How to Build the Compiling Environment。
注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。
下载NanoPi内核源代码并编译:
$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git $ cd linux-4.x.y $ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix $ make nanopi_defconfig $ touch .scmversion $ make
编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下，把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage，重新制作SD卡即可。
6.2 硬件连接
参考下图连接模块Matrix-Temperature_Sensor和NanoPi：
连接说明：
| Matrix-Temperature Sensor | NanoPi |
| S | Pin7 |
| V | Pin4 |
| G | Pin6 |
6.3 编译测试程序
进入Matrix代码仓库，切换到nanopi分支
$ cd matrix $ git checkout nanopi
编译Matrix配件代码
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean $ make CROSS_COMPILE=arm-linux- $ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc-4.4.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Temperature_Sensor对应的测试程序为matrix-temp_sensor。
6.4 运行测试程序
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/ $ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
将SD卡重新插入NanoPi，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Temperature_Sensor的测试程序。
$ matrix-temp_sensor注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件正常连接。
6.5 代码展示
int main(int argc, char ** argv) { int devFD = -1; int pin = GPIO_PIN1; char *temperature = (char *) malloc(32); memset(temperature, 0, 32); if (argc == 2) { parseCmd(argc, argv, &pin); } else { printf("Using default pin GPIO_PIN1\n"); } if ((devFD = ds18b20Init(pin)) == -1) { printf("Fail to init ds18b20\n"); return -1; } if (ds18b20Read(temperature) > 0) { printf("Temperature = %s\n", temperature); } else { printf("Fail to get temperature\n"); } free(temperature); ds18b20DeInit(devFD); return 0; }
7 与Tiny4412连接使用
7.1 准备工作
参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》，在Tiny4412上运行UbuntuCore系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
7.2 硬件连接
参考下图连接模块Matrix-Temperature_Sensor和Tiny4412：
连接说明：
| Matrix-Temperature Sensor | Tiny4412 |
| S | GPIO1 S |
| V | GPIO1 5V |
| G | GPIO1 GND |
7.3 编译测试程序
进入Matrix代码仓库，切换到tiny4412分支
$ cd matrix $ git checkout tiny4412
编译Matrix配件代码
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean $ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- $ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为Tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Temperature_Sensor对应的测试程序为matrix-temp_sensor。
7.4 运行测试程序
将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/ $ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
将SD卡重新插入Tiny4412，上电启动，在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Temperature_Sensor的测试程序。
$ matrix-temp_sensor注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
7.5 代码展示
int main(int argc, char ** argv) { int devFD = -1; int pin = GPIO_PIN1; char *temperature = (char *) malloc(32); memset(temperature, 0, 32); if (argc == 2) { parseCmd(argc, argv, &pin); } else { printf("Using default pin GPIO_PIN1\n"); } if ((devFD = ds18b20Init(pin)) == -1) { printf("Fail to init ds18b20\n"); return -1; } if (ds18b20Read(temperature) > 0) { printf("Temperature = %s\n", temperature); } else { printf("Fail to get temperature\n"); } free(temperature); ds18b20DeInit(devFD); return 0; }
