树莓派 I2C 接口 BMP085：高精度温度与气压读取

博世 BMP085 是紧凑、低成本的 I2C 传感器，能提供精准的气压与温度测量。在 eBay 几美元即可入手，是气象站、高度记录仪或任何需可靠环境数据项目的理想组件。

虽然 Adafruit 的 BMP085 指南 与库提供开箱即用方案，但深入代码能更透彻理解将原始数据转为可读值的补偿算法。下文结合 Adafruit 参考与自行 Python 实现，演示传感器工作原理。

• Maarten Damen 的 Bus Pirate 教程（归档）– 优秀的 I2C 调试资源。
• John Burn C 代码的 Python 移植 – GitHub 仓库。

BMP085 接线简单：VCC 接 3.3V，GND 接地，SDA 接 GPIO2，SCL 接 GPIO3。默认 I2C 地址 0x77。

# BMP085 I2C 地址
BMP085_ADDR = 0x77

Python 实现

import smbus
import time

class BMP085:
    # 过采样设置 (0–3)。3 精度最高。
    OSS = 3

    def __init__(self, i2c, address=BMP085_ADDR):
        self.i2c = i2c
        self.address = address
        # 校准系数 – 从 EEPROM 读取一次
        self.ac1 = self._read_signed(0xAA)
        self.ac2 = self._read_signed(0xAC)
        self.ac3 = self._read_signed(0xAE)
        self.ac4 = self._read_unsigned(0xB0)
        self.ac5 = self._read_unsigned(0xB2)
        self.ac6 = self._read_unsigned(0xB4)
        self.b1 = self._read_signed(0xB6)
        self.b2 = self._read_signed(0xB8)
        self.mb = self._read_signed(0xBA)
        self.mc = self._read_signed(0xBC)
        self.md = self._read_signed(0xBE)

    def _read_unsigned(self, reg):
        msb = self.i2c.read_byte_data(self.address, reg)
        lsb = self.i2c.read_byte_data(self.address, reg + 1)
        return (msb << 8) + lsb

    def _read_signed(self, reg):
        val = self._read_unsigned(reg)
        return val - 65536 if val > 32767 else val

    def _read_ut(self):
        # 触发温度测量
        self.i2c.write_byte_data(self.address, 0xF4, 0x2E)
        time.sleep(0.0045)
        return self._read_unsigned(0xF6)

    def read_temperature(self):
        ut = self._read_ut()
        x1 = ((ut - self.ac6) * self.ac5) >> 15
        x2 = (self.mc << 11) // (x1 + self.md)
        self.b5 = x1 + x2
        temp = (self.b5 + 8) >> 4  # 单位 0.1°C
        return temp / 10.0

    def _read_up(self):
        # 触发气压测量，按选定 OSS
        cmd = 0x34 + (self.OSS << 6)
        self.i2c.write_byte_data(self.address, 0xF4, cmd)
        delay = (2 + (3 << self.OSS)) / 1000.0
        time.sleep(delay)
        msb = self.i2c.read_byte_data(self.address, 0xF6)
        lsb = self.i2c.read_byte_data(self.address, 0xF7)
        xlsb = self.i2c.read_byte_data(self.address, 0xF8)
        up = ((msb << 16) + (lsb << 8) + xlsb) >> (8 - self.OSS)
        return up

    def read_pressure(self):
        up = self._read_up()
        b6 = self.b5 - 4000
        x1 = (self.b2 * (b6 * b6) >> 12) >> 11
        x2 = (self.ac2 * b6) >> 11
        x3 = x1 + x2
        b3 = (((self.ac1 * 4 + x3) << self.OSS) + 2) >> 2
        x1 = (self.ac3 * b6) >> 13
        x2 = (self.b1 * (b6 * b6) >> 12) >> 16
        x3 = ((x1 + x2) + 2) >> 2
        b4 = (self.ac4 * (x3 + 32768)) >> 15
        b7 = (up - b3) * (50000 >> self.OSS)
        if b7 < 0x80000000:
            p = (b7 * 2) // b4
        else:
            p = (b7 // b4) << 1
        p = ((p + 1) * 1) >> 1
        x1 = (p >> 8) * (p >> 8)
        x1 = (x1 * 3038) >> 16
        x2 = (-7357 * p) >> 16
        p = p + ((x1 + x2 + 3791) >> 4)
        return p  # 单位 Pa

# 示例用法
bus = smbus.SMBus(1)  # 树莓派 I2C 总线
bmp = BMP085(bus)
print(f"Temperature: {bmp.read_temperature():.2f} °C")
print(f"Pressure: {bmp.read_pressure() / 100:.2f} hPa")

脚本按博世 BMP085 数据手册 执行完整校准流程。运行后打印摄氏温度与百帕气压，可直接用于 Python 应用。

为何自行实现？

用 Adafruit 库省时，但掌握传感器背后的数学原理，能让你调整采样率、处理原始数据流、或将代码移植到其他单片机。无论业余爱好者还是资深工程师，精通 BMP085 内部机制都是宝贵技能。