树莓派结合 Maxim 1-Wire 传感器与 DS2482 I2C 桥接器的多点温度测量

树莓派结合 Maxim 1-Wire 传感器与 DS2482 I2C 桥接器的多点温度测量

精准的温度监测是许多树莓派项目的核心需求，从环境控制到数据记录无不如此。Maxim Integrated 的 1-Wire 传感器家族（如 DS18B20）提供简洁、少引脚的解决方案。通过 DS2482 1-Wire 转 I2C 桥接器，可在单根 I2C 总线上挂载多达十个传感器，极大节省树莓派 GPIO 资源。

硬件概览

• 树莓派 – 任意带 I2C 总线的型号（如 Pi 2/3/4）
• DS2482‑2 – I2C 接口的 1-Wire 主控，地址 0x18
• Maxim 1-Wire 温度传感器 – 最多 10 个，每个拥有唯一 1-Wire 地址
• 上拉电阻 – 1-Wire 数据线上 4.7 kΩ（若 DS2482 内部已处理上拉则可选）

软件前置条件

本指南假设使用标准 Raspbian 且内核源码可用。你需要在完成以下修改后重新编译内核。

步骤 1 – 在 I2C 总线上注册 DS2482

修改内核源码中的 arch/arm/mach-bcm2708/bcm2708.c，将 DS2482 注册为 I2C 设备。添加以下平台设备定义和板级信息数组：

static struct platform_device bcm2708_bsc1_device = {
    .name = "bcm2708_i2c",
    .id = 1,
    .num_resources = ARRAY_SIZE(bcm2708_bsc1_resources),
    .resource = bcm2708_bsc1_resources,
};

static struct i2c_board_info __initdata pi_i2c_devs[] = {
    { I2C_BOARD_INFO("ds1307", 0x68)},
    { I2C_BOARD_INFO("ds2482", 0x18)},
};
...
bcm_register_device(&bcm2835_thermal_device);
i2c_register_board_info(1, pi_i2c_devs, ARRAY_SIZE(pi_i2c_devs));

添加设备后，重新编译并安装内核。

步骤 2 – 内核中处理 1-Wire 上拉

修改 drivers/w1/w1_io.c，允许 DS2482 在温度转换期间控制上拉电阻。替换 w1_post_write 函数：

static void w1_post_write(struct w1_master *dev) {
    if (dev->pullup_duration) {
        if (dev->enable_pullup && dev->bus_master->set_pullup) {
            dev->bus_master->set_pullup(dev->bus_master->data, 0);
            msleep(dev->pullup_duration);
        } else {
            msleep(dev->pullup_duration);
        }
        dev->pullup_duration = 0;
    }
}

步骤 3 – 为 DS2482 驱动添加上拉控制

在 drivers/w1/masters/ds2482.c 中添加辅助函数，当请求延迟时激活 DS2482 的强上拉：

static u8 ds2482_w1_set_pullup(void *data, int delay) {
    struct ds2482_w1_chan *pchan = data;
    struct ds2482_data *pdev = pchan->pdev;
    u8 retval = 1;
    u8 cfg;

    if (delay) {
        /* 修改配置前确保总线空闲 */
        ds2482_wait_1wire_idle(pdev);
        /* 同时启用 SPU 和 APU 以获得强上拉 */
        retval = ds2482_send_cmd_data(pdev, DS2482_CMD_WRITE_CONFIG,
            ds2482_calculate_config(DS2482_REG_CFG_SPU | DS2482_REG_CFG_APU));
        ds2482_wait_1wire_idle(pdev);
    }
    return retval;
}

后续步骤

• 使用新内核重新构建并重启树莓派。
• 验证 DS2482 是否出现在 /sys/bus/i2c/devices/1-0018。
• 将 Maxim 1-Wire 传感器连接到 DS2482 数据线（引脚 1）和地线。
• 检查每个传感器是否出现在 /sys/bus/w1/devices/，且 cat /sys/bus/w1/devices/28‑xxxxxxxxxxxx/w1_slave 返回温度值。

完成这些内核调整后，树莓派可通过单个 DS2482 桥接器可靠读取多达十个 1-Wire 温度传感器，非常适合多点监测项目。

参考资源

• Maxim Integrated – DS2482 数据手册
• 树莓派 – I2C 教程
• eLinux – 树莓派内核配置