[记录]学习树莓派3B接DHT11和LCD1602和修改树莓派时区

前提

树莓派系统安装好 apache web 服务器，如未安装，可在树莓派内执行sudo apt-get install apache2 进行安装apache

也可以通过命令获取GPIO信息:

gpio --version #查看gpio版本
gpio readall # 查看树莓派所有管脚的基本信息

树莓派针脚说明图如下图:

注: 在GPIO接线或接模块的时候，建议关闭树莓派之后进行操作，避免造成元电子损坏。

参考基于树莓派3B,DHT11/DHT22,LCD1602的一个实时温度湿度检测系统的详细说明，LCD1602和DHT11和树莓派3B连线成功。后来参考博文，使用了ntp和修改时区，才把日期时间与北京时间一致。
在未操作之前，输入date，返回的是"Fri 17 Mar 16:03:16 UTC 2017",我看电脑时间，好像已经是03-18 00:03了，时间不对。
按照教你如何修改树莓派的时区和网络对时的方法按照好了ntpdate.

安装 ntpdate

sudo apt-get install ntpdate

选择时区:

tzselect

最后时区为"Asia/Shanghai"。最后执行sudo ntpdate cn.pool.ntp.org,提示:

没有更新成功。
最后尝试了树莓派系统时间同步中的sudo dpkg-reconfigure tzdata的命令来修改本地时区，依次选择的是"Asia","Chongqing" 回车确认之后，就更新好了时间，输出的date与本地电脑的时区一样。

只接DHT11，不接 LCD

DHT11 接线

DHT11有3个脚,VCC,DATA,GND

符号	含义	树莓派 Pin	树莓派含义
VCC	供电电源(+3.3V)	1	3.3V电源
DATA	数据输出脚	32	GPIO 12
GND	地	9	地

按照使用Github仓库 rpi-TempRuntime 上的说明:

安装依赖:

sudo apt-get update
sudo apt-get install python-dev python-rpi.gpio
sudo apt-get install build-essential python-dev python-smbus python-pip
git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
cd Adafruit_Python_DHT
sudo python setup.py install
sudo pip install RPi.GPIO
git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_CharLCD
cd Adafruit_Python_CharLCD
sudo python setup.py install

安装

将开源库下载克隆到树莓派Apache 默认的/var/www/html 目录下，命令如下:

#from Raspberry pi ssh
sudo apt-get install -y git # 如果没有安装git,需要执行这一句安装git
cd /var/www/html # 进入Apache默认的document_root
git clone https://github.com/yfgeek/rpi-TempRuntime.git # 使用git clone使用的github仓库
sed -i "s|26|12|" /var/www/html/rpi-TempRuntime/DHT11-WITHOUT-LCD.py #将监听数据口 GPIO 26 改为GPIO 12

运行

cd /var/www/html/rpi-TempRuntime
python DHT11-WITHOUT-LCD.py

创建快速启动脚本

#from Raspberry pi ssh
vim start.sh

创建一个启动的 shell 脚本，文件名为 start.sh,脚本内容如下:

#!/bin/bash
cd /var/www/html/rpi-TempRuntime
python -u DHT11-WITHOUT-LCD.py

4位数码管显示模块(带时钟点)

数码管接线说明:

符号	含义	树莓派 Pin	树莓派含义
CLK	时钟信号脚	16	GPIO 23
DIO	数据输入输出脚	18	GPIO 24
VCC	供电电源(+5V)	4	5V 电源
GND	地	14	地

获取 TM1637 脚本

#from Raspberry pi ssh
pi@raspberrypi:~/workspace $ wget https://raspberrytips.nl/files/tm1637.py

原始的代码可以在 Github 这里找到

显示数码管的python47digitclock.py 源文件，我存放的文件夹路径是: /home/pi/workspace

47digitclock.py 文件，将源码的时间计算为直接获取当前时间(24小时制)，使用字符串截取的方式获取每个LED显示的字符，源码是:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

# https://raspberrytips.nl/tm1637-4-digit-led-display-raspberry-pi/

import sys
import time
import datetime
import RPi.GPIO as GPIO
import tm1637

#CLK -> GPIO23 (Pin 16)
#DI0 -> GPIO24 (Pin 18)

Display = tm1637.TM1637(23,24,tm1637.BRIGHT_TYPICAL)

Display.Clear()
Display.SetBrightnes(1)

while(True):
   todaytime = time.strftime('%H:%M:%S',time.localtime(time.time()))
   todaystr  = todaytime.split(":");
   second = int(todaystr[2])
   
   currenttime = [int(todaystr[0][0]), int(todaystr[0][1]), int(todaystr[1][0]), int(todaystr[1][1]) ]
   
   Display.Show(currenttime)
   Display.ShowDoublepoint(second % 2)

   time.sleep(1)

演示代码可以直接下载:

#from Raspberry pi ssh
pi@raspberrypi:~/workspace $ wget https://raspberrytips.nl/files/47digitclock.py

确保存放47digitclock.py 文件所在的文件夹内有tm1637.py 脚本文件，即可运行命令来启动数码管:

python 47digitclock.py

创建名为startclock.sh的一个shell文件，用于快速执行显示时间的python文件，startclock.sh文件的内容如下:

#!/bin/bash
cd /home/pi/workspace
python -u 47digitclock.py

每次重新开机启动时，启动这两个文件

nohup ./start.sh &
nohup ./startclock.sh &

运行之后的出现的我问题

问题1 : 显示时钟一段时间之后的时候，如果出现 LED的数字乱跳、忽然变亮又变暗、LED全不量的情况，可以登入树莓派中，运行

ps -ef | grep 47

在输出结果中，看一下是否有两个或者两个以上的 47digitclock.py 进程在运行，如果是有两个或者两个以上的47digitclock.py进程的话，请用 kill -9 进程编号将全部的47digitclock.py进程都停止，然后再运行nohup ./startclock.sh &

最终效果是:

--- 2017-05月19日更新----
如果经历过两次晚上深夜停电，每次都要起床之后，登入ssh 手动两个命令，故参考文献14,自己将开机启动的sh改为以服务的形式开机启动

时钟模块随开机启动服务

sudo vim /etc/init.d/startmy47digitclock

在 /etc/init.d/startmy47digitclock 文件中的写入以下内容

#!/bin/bash
# /etc/init.d/startmy47digitclock

### BEGIN INIT INFO
# Provides: 47digitclock
# Required-Start: $remote_fs $syslog
# Required-Stop: $remote_fs $syslog
# Default-Start: 2 3 4 5
# Default-Stop: 0 1 6
# Short-Description: pi startclock initscript
# Description: This service is used to manage a 47digitclock
### END INIT INFO

case "$1" in
     start)
          echo "Starting lcd"
          python -u /home/pi/workspace/47digitclock.py &
        ;;
     stop)
        echo "Stopping lcd"
        #killall 47digitclock.py
        kill $(ps aux | grep -m 1 'python -u /home/pi/workspace/47digitclock.py' | awk '{ print $2 }')
        ;;
     *)
         echo "Usage: service lcd start|stop"
         exit 1
        ;;
esac
exit 0

设置47digitclock.py python脚本开机启动

给文件添加执行权限

sudo chmod +x /etc/init.d/startmy47digitclock

这样47digitclock的启动脚本改用service 命令就可以

sudo service startmy47digitclock start#启动
sudo service startmy47digitclock stop#停止

最后设置开机启动

sudo update-rc.d startmy47digitclock defaults

取消开机启动(从update-rc.d中移除這个开机启动)

sudo update-rc.d startmy47digitclock remove

DHT11 没有LCD的启动服务

sudo vim /etc/init.d/startmydht11

在/etc/init.d/startmydht11中添加以下内容:

#!/bin/bash
# /etc/init.d/startmydht11

### BEGIN INIT INFO
# Provides: mydht11
# Required-Start: $remote_fs $syslog
# Required-Stop: $remote_fs $syslog
# Default-Start: 2 3 4 5
# Default-Stop: 0 1 6
# Short-Description: pi start DHT11 initscript
# Description: This service is used to manage a humiture
### END INIT INFO

case "$1" in
     start)
          echo "Starting DHT11 humiture"
          cd /var/www/html/rpi-TempRuntime && python -u DHT11-WITHOUT-LCD.py &
        ;;
     stop)
        echo "Stopping  DHT11 humiture"
        #killall DHT11-WITHOUT-LCD.py
        kill $(ps aux | grep -m 1 'python -u DHT11-WITHOUT-LCD.py' | awk '{ print $2 }')
        ;;
     *)
         echo "Usage: service lcd start|stop"
         exit 1
        ;;
esac
exit 0

设置DHT11-WITHOUT-LCD.py python脚本开机启动

给文件添加执行权限

sudo chmod +x /etc/init.d/startmydht11

这样DHT11-WITHOUT-LCD.py(start.sh)的启动脚本改用service 命令就可以

sudo service startmydht11 start#启动
sudo service startmydht11 stop#停止

最后设置开机启动

sudo update-rc.d startmydht11 defaults

注：启动脚本中的Provides不能重复，不然在设置开机启动时会提示

insserv: script startmydht11: service embbnux already provided!
insserv: exiting now!
update-rc.d: error: insserv rejected the script header

Nokia 5110显示屏

接口为串行SPI接口

本想加一个todo list显示在一个显示器上面，上班之前看看有什么忘记带了的，可是自己先前买了的Nokia 5110显示屏，找了网上的资料和教程，不能显示中文，只好放弃，可能要买另外一个显示屏了。目前用这个Nokia 5110 显示屏来显示和教程一样的资料，启动时间(Up)，Cpu占用率，内存使用率，当前树莓派的温度，时间，Ip地址。

Nokia5110显示屏与树莓派连接，以下gpio编号使用wiringPi编号。

符号	含义	树莓派 Pin	树莓派含义	树莓派 wiringPi
RST	复位	29	GPIO.5	21
CE	片选	31	GPIO.6	22
DC	数据/指令选择	33	GPIO.13	23
Din	串行数据线	35	GPIO.19	24
CLK	串行时钟线	37	GPIO.26	25
Vcc	电源输入（3.3v和5v均可）	38	GPIO.16	28
BL	背光控制端	40	GPIO.20	29
Gnd	地线	34	地线

#from Raspberry pi ssh
wget http://blog.lxx1.com/wp-content/uploads/2016/07/nokia510.zip
chmod +x nokia510.zip
cd nokia510
pi@raspberrypi:~/workspace/nokia510 $ ls -lah
total 72K
drwxr-xr-x 2 pi pi 4.0K Dec 22 23:48 .
drwxrwxrwx 3 pi pi 4.0K Dec 23 22:31 ..
-rwxr-xr-x 1 pi pi  21K Dec 22 23:46 cpushow
-rw-r--r-- 1 pi pi  25K Jan 17  2015 PCD8544.c #Nokia5110显示屏的驱动文件
-rw-r--r-- 1 pi pi 3.2K Jan 17  2015 PCD8544.h #驱动文件的头文件
-rw-r--r-- 1 pi pi 6.0K Jul 13  2016 pcd8544_rpi.c #显示程序 
## 编译运行，生成 cpushow 文件
pi@raspberrypi:~/workspace/nokia510 $ cc -o cpushow pcd8544_rpi.c PCD8544.c -L /usr/local/lib -l wiringPi

参考文章的pcd8544_rpi.c 文件内容是:

/*
=================================================================================
 Name        : pcd8544_rpi.c
 Version     : 0.1

 Copyright (C) 2012 by Andre Wussow, 2012, desk@binerry.de

 Description :
     A simple PCD8544 LCD (Nokia3310/5110) for Raspberry Pi for displaying some system informations.
         Makes use of WiringPI-library of Gordon Henderson (https://projects.drogon.net/raspberry-pi/wiringpi/)

         Recommended connection (http://www.raspberrypi.org/archives/384):
         LCD pins      Raspberry Pi
         LCD1 - GND    P06  - GND
         LCD2 - VCC    P01 - 3.3V
         LCD3 - CLK    P11 - GPIO0
         LCD4 - Din    P12 - GPIO1
         LCD5 - D/C    P13 - GPIO2
         LCD6 - CS     P15 - GPIO3
         LCD7 - RST    P16 - GPIO4
         LCD8 - LED    P01 - 3.3V

================================================================================
This library is free software; you can redistribute it and/or
modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
License as published by the Free Software Foundation; either
version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.

This library is distributed in the hope that it will be useful,
but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
Lesser General Public License for more details.
================================================================================
 */
#include <wiringPi.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <sys/sysinfo.h>
#include "PCD8544.h"

//devin modify
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <net/if.h>

#define TEMP_PATH "/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp"
#define MAX_SIZE 32
#define NETWORK_FILE "/etc/network/interfaces"

// 引脚连接
int _din = 24;
int _sclk = 25;
int _dc = 23;
int _rst = 21;
int _cs = 22;

int _vcc = 28;
int _bl = 29;

// 对比度调节，根据屏幕亮度选择
//may be need modify to fit your screen!  normal: 30- 90 ,default is:45 !!!maybe modify this value!
int contrast = 30;

time_t timep;
struct tm *p;
char *wday[] = {"Sun","Mon","Tue","Wed","Thu","Fri","Sat"};

char get_temp(void);
char* getip(char* ip_buf);
char* get_temp2(void);
int min,hour,sec,mday;
char week;
struct tm *localtime(const time_t *timep);
int main(void)
{

 // 打印程序运行信息
  printf("Raspberry Pi Nokia5110 sysinfo display
");
  printf("========================================
");

  // 检查wiringPi是否启动
  if (wiringPiSetup() == -1)
  {
        printf("wiringPi-Error
");
    exit(1);
  }

  // 初始化Nokia并且清楚显示
  LCDInit(_sclk, _din, _dc, _cs, _rst, _vcc, _bl, contrast);
  LCDclear();

  // 显示树莓派Logo
  LCDshowLogo();

  delay(2000);

  for (;;)
  {
          // 清楚屏幕显示
          LCDclear();

          //获得当前时间
          char timeInfo[16];
          time(&timep);
          p=localtime(&timep);
          mday=p->tm_mday;
          min=p->tm_min;
          week=p->tm_wday;
          hour=p->tm_hour;
          sec=p->tm_sec;
          sprintf(timeInfo, "%d %d:%d:%d",mday,hour,min,sec);

          // 获得 system usage / info
          struct sysinfo sys_info;
          if(sysinfo(&sys_info) != 0)
          {
                printf("sysinfo-Error
");
          }

          // 启动时间
          char uptimeInfo[15];
          unsigned long uptime = sys_info.uptime / 60;
          sprintf(uptimeInfo, "Up %ld min", uptime);

          // CPU占用
          char cpuInfo[10];
          unsigned long avgCpuLoad = sys_info.loads[0] / 1000;
          sprintf(cpuInfo, "CPU %ld%%
", avgCpuLoad);

          // 内存使用量及占用
          char ramInfo[10];
          unsigned long totalRam = sys_info.totalram / 1024 / 1024;
          unsigned long freeRam = sys_info.freeram /1024 /1024;
          unsigned long usedRam = totalRam - freeRam;
          unsigned long ram_load = (usedRam * 100) / totalRam;
          sprintf(ramInfo, "RAM %.3dM %.2d", usedRam,ram_load);

          // 树莓派温度
          char tempInfo[10];
          sprintf(tempInfo, "TEM %.2dC %s", get_temp(),wday[week]);

          //IP 信息
          char ipInfo[16];
          getip(ipInfo);

          //开始显示
          LCDdrawstring(0, 0, uptimeInfo);
          LCDdrawstring(0, 8, cpuInfo);
          LCDdrawstring(0, 16, ramInfo);
          LCDdrawstring(0, 24, tempInfo);
          LCDdrawstring(0, 32, timeInfo);
          LCDdrawstring(0, 40, ipInfo);
          LCDdisplay();

          delay(1000);
  }
  return 0;
}

//decin modify

char get_temp(void)
{
    int fd;
    double temp = 0;
    char buf[MAX_SIZE];

    // 打开/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
    fd = open(TEMP_PATH, O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        fprintf(stderr, "failed to open thermal_zone0/temp
");
                // 关闭文件
                close(fd);
        return -1;
    }

    // 读取内容
    if (read(fd, buf, MAX_SIZE) < 0) {
        fprintf(stderr, "failed to read temp
");
                // 关闭文件
                close(fd);
        return -1;
    }

    // 转换为浮点数打印
    temp = atoi(buf) / 1000.0;
        // 关闭文件
        close(fd);
        return temp;
}

// 获取eth0端口的IP地址，可根据需要设置为wlan0
char* getip(char* ip_buf)
{
    struct ifreq temp;
    struct sockaddr_in *myaddr;
    int fd = 0;
    int ret = -1;
    strcpy(temp.ifr_name, "eth0");
    if((fd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))<0)
    {
        return NULL;
    }
    ret = ioctl(fd, SIOCGIFADDR, &temp);
    close(fd);
    if(ret < 0) return NULL; myaddr = (struct sockaddr_in *)&(temp.ifr_addr); strcpy(ip_buf, inet_ntoa(myaddr->sin_addr));
        //printf("IP: %s", ip_buf);
    return ip_buf;
}

运行命令，让 Nokia 5110显示屏显示资料:

sudo ./cpushow

如需后台运行:

sudo ./cpushow &

查找启动的这个进程

ps aux | grep 'cpushow'

根据查找结果，kill -9 查询结果的Pid 就停止了。

接了Nokia 5110和DHT11效果

参考文献

基于树莓派3B,DHT11/DHT22,LCD1602的一个实时温度湿度检测系统
树莓派系统时间同步
教你如何修改树莓派的时区和网络对时
【手把手教你树莓派3 （五）】DHT11传感器
树莓派国内可用镜像源最后选择的是中国科学技术大学开源软件镜像,清华大学的好像是https的链接，提示了
```
 E: The method driver /usr/lib/apt/methods/https could not be found.
 N: Is the package apt-transport-https installed?
```
我使用过的Linux命令之nano - 比vi简单易用的文本编辑器学习到了nano的基本使用，Ctrl + O保存文件，Ctrl + x退出nano。之前一直怕用nano,现在暂时会用nano编辑器了。
PYTHON的程序在LINUX后台运行
linux后台运行python程序将运行的python命令，改为bash文件
Linux中让进程在后台运行的方法按照這里的方法，将自己写的start.sh，后台运行
4 digits-7 segmenten LED display met TM1637 controller aansturen 4位数码管带时钟点积木显示当前的时间,下载了里面的树莓派针脚图片
树莓派系统时间同步用来参考树莓派自动同步网络时间
Python用特殊符号切割字符串并生成list（简单）
python datetime模块用strftime 格式化时间
树莓派用服务方式设置开机启动
Ubuntu启动项设置——之update-rc.d 命令使用
树莓派之使用Nokia5110显示屏显示系统信息 Nokia 5110显示资料主要参考源
树莓派3B--WiringPi控制GPIO - csdn 学习到 gpio 命令的用法