Difference between revisions of "Matrix - Temperature Sensor/zh"

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[[File:TemperatureSensor01.png|thumb|Temperature Sensor]]
 
[[File:TemperatureSensor01.png|thumb|Temperature Sensor]]
 
* 模块Matrix-Temperature_Sensor用于检测温度。
 
* 模块Matrix-Temperature_Sensor用于检测温度。
−
* 搭载了一颗非常流行的TO-92封装的DS18B20芯片。从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电。DSl820的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源，因为每一个DSl820在出厂时已经给定了唯一的序列号。
+
* 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。我们把DS18B20的3个针脚全部引出，V对应电源引脚，G对应地引脚，S对应数据引脚。
+
* 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。
  
 
==特性==
 
==特性==
 
* -55摄氏度到+125摄氏度
 
* -55摄氏度到+125摄氏度
 
* 一线协议
 
* 一线协议
−
* 体积小巧， 带固定孔，方便嵌入到外壳
+
* 体积小巧
 
* 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
 
* 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
 
* PCB尺寸（mm）:8X24
 
* PCB尺寸（mm）:8X24
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==工作原理==
 
==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。
  
−
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。 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。
+
==硬件连接==
 +
===连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air===
 +
NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。<br>
  
−
==下载Matrix源码==
+
参考下图连接模块：<br>
−
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 <br>
+
[[File:Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_NEO.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_NEO]]
−
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
+
−
*matrix-nanopi分支包含了Matrix对NanoPi的支持；
+
−
*matrix-tiny4412分支包含了Matrix对Tiny4412的支持；
+
−
*matrix-raspberrypi分支包含了Matrix对RaspberryPi的支持；
+
  
−
在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
+
连接说明：
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
−
$ sudo apt-get install git
+
|-
−
</syntaxhighlight>
+
|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPi NEO
 +
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
克隆Matrix配件代码仓库
+
===连接NanoPi M1===
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块：<br>
−
$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git
+
[[File:Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m1.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m1]]
−
</syntaxhighlight>
+
−
克隆完成后会得到一个matrix目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。
+
  
−
==与NanoPi连接使用==
+
连接说明：
−
===准备工作===
+
{| class="wikitable"
−
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：[[http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/NanoPi]]
+
|-
 +
|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPi M1
 +
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
===硬件连接===
+
===连接NanoPi 2===
−
参考下图连接模块Matrix-Temperature_Sensor和NanoPi <br>
+
参考下图连接模块：<br>
−
[[File:matrix-temperature_sensor_nanopi.jpg|frameless|600px|matrix-temperature_sensor_nanopi]]
+
[[File:Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_2]]
  
 
连接说明：
 
连接说明：
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
−
|Matrix-Temperature Sensor || NanoPi
+
|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPi 2
 
|-
 
|-
−
|S   || Pin7
+
|S   || Pin7
 
|-
 
|-
−
|V    || Pin3
+
|V    || Pin4
 
|-  
 
|-  
−
|G   || Pin5
+
|G   || Pin6
 
|}
 
|}
  
−
===编译测试程序===
+
===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
−
进入Matrix代码仓库，切换到matrix-nanopi分支
+
NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块：<br>
−
$ cd matrix
+
[[File:Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m2]]
−
$ git checkout matrix-nanopi
+
−
</syntaxhighlight>
+
  
−
编译Matrix配件代码
+
连接说明：
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
|-
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPi M2
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
|-
−
</syntaxhighlight>
+
|S    || Pin7
−
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。<br>
+
|-
−
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/bin目录下，模块Matrix-Temperature_Sensor对应的测试程序为matrix-temperature_sensor。<br>
+
|V    || Pin4
 +
|-  
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
===运行测试程序===
+
===连接NanoPi M3===
−
拷贝库文件和测试程序到NanoPi的文件系统上
+
参考下图连接模块：<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m3.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m3]]
−
$ cp install/bin/* nanopi_rootfs/bin/
+
−
$ cp install/lib/* nanopi_rootfs/lib/ -d
+
−
</syntaxhighlight>
+
  
−
然后启动NanoPi，在Debian的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Temperature_Sensor的测试程序 <br>
+
连接说明：
−
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。
+
{| class="wikitable"
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
|-
−
$ matrix-temperature_sensor
+
|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPi M3
−
</syntaxhighlight>
+
|-
−
 
+
|S    || Pin7
−
===代码展示===
+
|-
−
<syntaxhighlight lang="c">
+
|V    || Pin4
−
int main(int argc, char ** argv)
+
|-  
−
{
+
|G    || Pin6
−
    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;
+
−
}
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
==与Tiny4412连接使用==
+
−
===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。<br>
+
−
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
+
  
−
===硬件连接===
+
===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
−
参考下图连接模块Matrix-Temperature_Sensor和Tiny4412 <br>
+
由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：<br>
−
[[File:matrix-temperature_sensor_tiny4412.jpg|frameless|600px|matrix-temperature_sensor_tiny4412]]
+
[[File:Matrix-Temperature_Sensor_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-Temperature_Sensor_NanoPC-T2]]
  
 
连接说明：
 
连接说明：
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
−
|Matrix-Temperature Sensor || Tiny4412
+
|Matrix-Temperature_Sensor || NanoPC-T2
 
|-
 
|-
−
|S   || GPIO1 S
+
|S   || Pin15
 
|-
 
|-
−
|V    || GPIO1  5V
+
|V    || Pin29
 
|-  
 
|-  
−
|G   || GPIO1 GND
+
|G   || Pin30
 
|}
 
|}
  
−
===编译测试程序===
+
==编译运行测试程序==
−
进入Matrix代码仓库，切换到matrix-tiny4412分支
+
启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库：
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ cd matrix
+
$ apt-get update && apt-get install git
−
$ git checkout matrix-tiny4412
+
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。
  
−
编译Matrix配件代码
+
编译并安装Matrix：
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
+
$ cd matrix
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
+
$ make && make install
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
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。<br>
 
−
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/bin目录下，模块Matrix-Temperature_Sensor对应的测试程序为matrix-temperature_sensor。
 
  
−
===运行测试程序===
+
运行测试程序：
−
拷贝库文件和测试程序到Tiny4412的UbuntuCore的文件系统上
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ cp install/bin/* tiny4412_rootfs/bin/
+
$ matrix-temp_sensor
−
$ cp install/lib/* tiny4412_rootfs/lib/ -d
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
 
+
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。<br>
−
然后启动Tiny4412，在UbuntuCore的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Temperature_Sensor的测试程序 <br>
+
运行效果如下：<br>
−
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。
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ matrix-temperature_sensor
+
The temperature is 27.312 C
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
成功读取温度值。
  
−
===代码展示===
+
==代码说明==
 +
所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-temperature_sensor，内容如下:
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
int main(int argc, char ** argv)
 
int main(int argc, char ** argv)
 
{
 
{
−
     int devFD = -1;
+
     char temperature[BUF_SIZE], modStr[BUF_SIZE];
−
     int pin = GPIO_PIN1;
+
     int board;
−
     char *temperature = (char *) malloc(32);
+
     int pin=GPIO_PIN(7);
−
    memset(temperature, 0, 32);
+
 
      
 
      
−
     if (argc == 2) {
+
     if ((board = boardInit()) < 0) {
−
        parseCmd(argc, argv, &pin);
+
         printf("Fail to init board\n");
−
    } else {
+
−
        printf("Using default pin GPIO_PIN1\n");
+
−
    }
+
−
 
+
−
    if ((devFD = ds18b20Init(pin)) == -1) {
+
−
         printf("Fail to init ds18b20\n");
+
 
         return -1;
 
         return -1;
 
     }
 
     }
 +
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
 +
        pin = GPIO_PIN(15);
 +
   
 +
    if (argc == 2)
 +
        pin = atoi(argv[1]);
 +
    sprintf(modStr, "modprobe %s gpio=%d", TEMP_GPIO_DRIVER_MODULE, pintoGPIO(pin));
 +
    printf("%s\n", modStr);
 +
    system(modStr);
 +
    system("modprobe "TEMP_DRIVER_MODULE);
 +
    sleep(1);
 +
    memset(temperature, 0, BUF_SIZE);
 
     if (ds18b20Read(temperature) > 0) {
 
     if (ds18b20Read(temperature) > 0) {
−
         printf("Temperature = %s\n", temperature);
+
         printf("The temperature is %.3f C\n", atoi(temperature)/1000.0);
 
     } else {
 
     } else {
−
         printf("Fail to get temperature\n");
+
         printf("Fail to get temperature\n");      
 
     }
 
     }
−
     free(temperature);
+
     system("rmmod "TEMP_GPIO_DRIVER_MODULE);
−
     ds18b20DeInit(devFD);
+
     system("rmmod "TEMP_DRIVER_MODULE);
 
     return 0;
 
     return 0;
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
 
+
API说明参考维基：[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
−
==与RaspberryPi连接使用==
+
−
 
+
−
==与Arduino连接使用==
+
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==

Latest revision as of 08:59, 10 November 2016

English

1 介绍

Temperature Sensor
  • 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

温度传感器PCB

  • 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 硬件连接

4.1 连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air

NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。

参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_NEO

连接说明：

Matrix-Temperature_Sensor NanoPi NEO
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.2 连接NanoPi M1

参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m1

连接说明：

Matrix-Temperature_Sensor NanoPi M1
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.3 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_2

连接说明：

Matrix-Temperature_Sensor NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.4 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m2

连接说明：

Matrix-Temperature_Sensor NanoPi M2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.5 连接NanoPi M3

参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_Sensor_nanopi_m3

连接说明：

Matrix-Temperature_Sensor NanoPi M3
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.6 连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：
Matrix-Temperature_Sensor_NanoPC-T2

连接说明：

Matrix-Temperature_Sensor NanoPC-T2
S Pin15
V Pin29
G Pin30

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库： 

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix： 

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序： 

$ 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。
运行效果如下：

The temperature is 27.312 C

成功读取温度值。

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-temperature_sensor，内容如下: 

int main(int argc, char ** argv)
{
    char temperature[BUF_SIZE], modStr[BUF_SIZE];
    int board;
    int pin=GPIO_PIN(7);
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
        pin = GPIO_PIN(15);
 
    if (argc == 2)
        pin = atoi(argv[1]);
    sprintf(modStr, "modprobe %s gpio=%d", TEMP_GPIO_DRIVER_MODULE, pintoGPIO(pin));
    printf("%s\n", modStr);
    system(modStr);
    system("modprobe "TEMP_DRIVER_MODULE);
    sleep(1);
    memset(temperature, 0, BUF_SIZE);
    if (ds18b20Read(temperature) > 0) {
        printf("The temperature is %.3f C\n", atoi(temperature)/1000.0);
    } else {
        printf("Fail to get temperature\n");        
    }
    system("rmmod "TEMP_GPIO_DRIVER_MODULE);
    system("rmmod "TEMP_DRIVER_MODULE);
    return 0;
}

API说明参考维基：Matrix API reference manual

7 相关资料

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