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--- de:netzer:s88 [2014/01/04 12:42] – svesch
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+====== Auslesen des S88 Busses vom Ethernet ======
+===== Allgemein =====
+<note important>Für die Funktionalität muss das **[[io_project|IO Projekt]]** (base oder pro) auf den Netzer [[fwupdates|geladen]] werden.</note>
+Der S88 ist ein Rückmeldebus für Modellbahnsysteme.
+Bis zu 32 verteilte Teilnehmer hintereinander geschaltet bilden ein zusammenhängendes Register, in das zyklisch Werte geladen werden. Diese (binären) Werte kommen von Schaltern, Gleis-Rückmeldern u.ä. Dingen, die rund um die Anlage verteilt sind.
+Nachdem alle diese Werte einmal in das Register geladen wurden, wird nun der Inhalt sukzessive mit einem Takt in Richtung Zentrale geschoben (Bit für Bit) und dort zwischengespeichert und weiterverarbeitet.
+Der S88-Bus besteht ingesamt aus 3 Steuerleitungen, **CLOCK**, **LOAD** und **RESET** und einer Datenleitung, **DATA**.
+Mehr Details zum S88-Bus findet sich bei [[http://www.digital-bahn.de/info_tech/s88.htm|Sven Brandt]] und bei [[http://www.der-moba.de/index.php/S88-R%C3%BCckmeldebus|Der MoBa]].
+===== Netzer als Zentrale =====
+Aufgrund der Flexibilität des Netzers ist es sehr einfach möglich einen S88-Strang mit dem Netzer auszulesen. Zur Anwendung kommt der [[serialserver|serielle Server]] im SPI Master Modus. Neben dem Bus wird die Möglichkeit genutzt, dass IO-Pins direkt mit Escape-Sequenzen angesprochen werden können.
+==== Hardware ====
+{{ :s88.gif?nolink& |S88 Zusatzschaltung}}
+Das Bild zeigt eine Schaltung für die Netzer [[playground|Spielfeld]] S88-Erweiterungsplatine. Die Komponenten sind Standardkomponenten, die auch schnell auf einer Lochrasterplatine aufgebaut werden können.
+Die Schaltung ist schnell erklärt. Da die Betriebsspannung des Netzers +3,3V beträgt, der S88-Bus jedoch im Normalfall mit +5V arbeitet, werden Bustreiber (**IC1**) zwischen die drei Steuerleitungen S88_RESET, S88_LOAD und S88_CLOCK geschaltet. Da die Tristate-Funktion der Bustreiber nicht benötigt wird, werden sie einfach immer eingeschaltet (EN=GND). C1 dient der Abblockung. +5V wird vom [[playground|Netzer Spielfeld]] zur Verfügung gestellt.
+J1 bietet eine Anschlusstelle nach dem herkömmlichen Verdrahtungsmuster für S88. JP1 ist eine RJ45-Buchse nach dem neuen Verdrahtungsstandard [[http://www.s88-n.eu|S88N]]
+Nach dem S88-Verdrahtungsstandard S88N ist für die Versorgungsspannung alternativ zu +5V auch eine +12V zulässig, falls das die Module am Bus unterstützen. Für das Umschalten der Versorgungsspannung per Jumper dient **JP2**. VCC_AUX ist die primäre Versorgungsspannung vom Netzer Spielfeld und sollte entsprechend auf +12V geregelt werden.
+Pin 8 des S88N-Standards ist für das Gleissignal gedacht. Testweise wird hier der SPI-Datenausgang noch über den Bustreiber an diesen Pin gelegt, um ggf. auch Steueraufgaben übernehmen zu können (falls JP3 gejumpert ist).
+Die Datenleitung des Busses S88_DATA wird direkt an den Netzer angeschlossen, da der SPI-Dateneingang +5V-tolerant ist. Die Suppressor-Diode D1 dient dem zusätzlichen Schutz des Eingangs.
+<WRAP center round info 60%>
+Für die weitere Dokumentation wird angenommen, dass LOAD an SPI_INT und RESET an SPI_CS angeschlossen ist.
+</WRAP>
+{{ :gallery:s88_test.jpg?nolink& |}}
+==== Einstellungen Netzer Webinterface ====
+Der Netzer mit installierter **Pro**-Version (min. Release 1.5) muss zuvor über das Webinterface konfiguriert werden:
+  - SPI-Master-Mode auf der Allgemein-Seite aktivieren (Danach Neustart nicht vergessen!)
+  - SPI-Master-Einstellungen: Frequenz auf 5 kHz (bei langen Leitungen ggf. auf 1,3 kHz), SPI-Modus 2 (Ruhepegel des SPI-Taktes ist 1, Übernahme der Daten erfolgt bei fallender Flanke) Abtasten in der Mitte der Taktperiode (siehe Bild).\\ {{s88_spisettings.gif?nolink&|SPI Einstellungen}} \\ \\
+  - GPIO-Einstellungen: In diesem Beispiel wird SPI_INT sowie SPI_CS benötigt, demnach als digitale Ausgänge konfigurieren! {{s88_gpio.gif?nolink&|GPIO Einstellungen}}
+==== Herstellen der Verbindung ====
+Für einen Verbindungstest unter Windows sollte ein Terminalprogramm verwendet werden, mit dem Bytes in Hexadezimal- oder Binärdarstellung versendet oder empfangen werden können wie z.B. das [[http://www.der-hammer.info/terminal|Hammer-Terminal]]). Die eigentliche [[connection|Netzwerkverbindung]] wird mit **com2tcp** aufgebaut.
+Unter Linux kann auch ganz einfach **netcat** verwendet werden.
+==== Beispielprotokoll ====
+Für das Generieren der Steuersignale wird die folgende Sequenz benutzt:
+^ # ^ ASCII-Notation ^ Hexadezimal-Notation ^ Erläuterung ^
+| 1 | \1 | 0x5C 0x31 | Umstellen des SPI-Modes auf 1. CLOCK wechselt von 1 auf 0. |
+| 2 | \J | 0x5C 0x4A | LOAD (am INT-Pin) wird gesetzt. |
+| 3 | \t | 0x5C 0x74 | Warte mindestens 100 µs (Ruhe). |
+| 4 | \2 | 0x5C 0x32 | Schalte SPI-Mode auf 2 zurück. CLOCK wechselt von 0 auf 1. Damit werden durch das anliegende LOAD-Signal die Rückmeldesignale entlang des Busses in die Register übernommen. |
+| 5 | \I | 0x5C 0x49 | Aktiviere RESET (am CS-Pin) von 0 auf 1. Damit werden eventuell vorhandene Latches zurückgesetzt. |
+| 6 | \i | 0x5C 0x69 | Schalte RESET von 1 auf 0 zurück. |
+| 7 | \j | 0x5C 0x74 | Schalte LOAD von 1 auf 0 zurück. Nun ist der S88 vorbereitet, um die Daten bitweise zum Netzer zu schieben. |
+| 8... | a | 0x61 | Nun können beliebige viele Daten übertragen werden (sinnvollerweise nur soviel wie S88-Module am Strang hängen - Module mit 16 Eingängen zählen natürlich doppelt). Jedes Byte (**ohne** Fluchtsequenz) bewirkt ein Schieben des Busses um 8 Bit (normaler SPI-Modus). Gleichzeitig werden die Daten von der Leitung MI übernommen und über das Socket versendet.|
+Und so sieht es dann aus (Oben ist der Takt, unten LOAD - das Timing des ersten Bytes):
+{{ :gallery:s88_oszi.jpg?nolink& |Erstes S88 Oszi}}
+===== PC-Software =====
+Kommt bald...