問：使用Raspberry Pi 從 MCP9808讀取溫度數據

MCP9808是一款溫度傳感器，采用I2C通信標準來傳輸連續輪詢溫度。它支持報警功能和待機模式，以便在需要時節省電力。在本說明文檔中，我們將執行幾個python命令來獲取傳感器的溫度。

MCP9808上的I2C

Microchip將0x18用作此板上的主地址，借助芯片上的3個引腳來更改I2C地址沖突時的地址。當調用傳感器中的任何寄存器時，該板應寫入或獲得雙字節響應（MSB優先，LSB最后）。我使用的是Adafruit的分線板[1528-1032-ND]，其中已經包含一些正偏電阻。

需注意的寄存器：

0x01：0000000X00011111：這里的X是配置中的備用位，默認為0，此為連續輪詢模式。溫度寄存器會不斷更新，但存在功耗問題。將此位設為1將停止輪詢并節省功耗。

0x05：AAASMMMMLLLLLLLL：該寄存器包含12位浮點溫度，其中“A”為報警信息，“S”為符號位，“M”和“L”分別代表MSB和LSB。最終輸出將顯示為MMMMLLLL.LLLL。

請注意，在本說明中，我沒有設置符號位和報警位，但如果你希望測量零下溫度，則需要進行設置。

在Raspberry PI上的實現：

使用Raspberry Pi與I2C接口相連的好處在于Python終端的交互性。我使用的是在Raspbian發行版上啟用了I2C的Raspberry Pi 4。確保你的GPIO支持3V3、GND、SDA并且SCL支持MCP9808上的正確引腳。在Raspbian中打開終端并執行以下三個命令：

python
from smbus import SMBus
bus = SMBus(1)

該命令將創建一個待連接的總線對象，該對象將反過來收集我們請求的I2C數據。接下來，向芯片詢問它的溫度數據：

temp_binary =format(bus.read_word_data(0x18, 0x05),‘016b’)

該bus.read_byte_data(Address, Register)將從傳感器檢索數據，我們使用封閉的format()函數將信息讀取為二進制數，這樣是為了使提取這兩個字節變得簡單。Python通常喜歡使用int或float，但這會造成妨礙，因為會由多個字節返回值。我們將按照[0:8][8:16]順序將其編制索引，而MSB位于數組的后半部分。

計算輸出：

我們可以利用以下函數來正確地獲取輸出值

defword_To_LSB_MSB(word):
return word[0:8], word[12 :16] // note that word indices [8,9,10,11] are notused in this example.

請查看下圖，了解我們所需的輸出。



最后，將這二者結合在一起，再加上一些浮點運算即可。

LSB, MSB =word_To_LSB_MSB(temp_binary)
float(int(MSB + LSB,2)) / 16

除以16可將結果轉為MMMMLLLL.LLLL，并獲得十進制精度。注意，返回的結果應以攝氏為單位。在上圖所示的情況下，我們從二進制浮動數00010111.0101計算出的溫度是23.3125攝氏度。

完成后進入省電模式：

如果你希望在完成操作后關閉器件，只需將待機位設置為省電模式：

bus.write_byte_data(0x18,0x01,0b00000001)

由于只需更改MCP9809配置寄存器中的MSB，所以我們寫入一個字節，不過我們將字符縮短了，因此不會更改寄存器中的LSB。

要使MCP9808恢復到完全工作功能狀態，必須使傳感器獲得動力循環或使用寄存器的零刷新模式。

Microchip的規格書在此傳感器的應用中仍然非常有用，如果你要使用MCP9808，請務必定期查詢。注意，本文未涉及此傳感器的一些重要功能，例如中斷、負溫度的符號位和待機工作。

使用的項：

Raspberry Pi：1690-RASPBERRYPI4B/4GB-ND

母頭到公頭的面包板線：1568-1511-ND

用于MCP9808的Adafruit分線板：1528-1032-ND

審核編輯：劉清