robinkrens.nl - git repository - cortex-from-scratch/blob - drivers/st7735s.c

   1 /* (CC-BY-NC-SA) ROBIN KRENS - ROBIN @ ROBINKRENS.NL
   2  *
   3  * $LOG$
   4  * 2019/9/14 - ROBIN KRENS
   5  * Initial version
   6  *
   7  * $DESCRIPTION$
   8  *
   9  * $USAGE$
  10  *
  11  * */
  12
  13 #include <stdbool.h>
  14 #include <stddef.h>
  15 #include <stdint.h>
  16 #include <stdarg.h>
  17
  18 #include <sys/mmap.h>
  19 #include <sys/robsys.h>
  20
  21 #include <lib/regfunc.h>
  22 #include <lib/string.h>
  23 #include <lib/tinyprintf.h>
  24 #include <lib/fonts/wogfont.h>
  25
  26 #include <drivers/st7735s.h>
  27
  28 #define TIMEOUT 500
  29 #define SCRWIDTH 132
  30 #define SCRHEIGHT 132
  31 #define STARTX 5
  32 #define STARTY 5
  33 #define XPOS(x) (x * 6)
  34 #define YPOS(y) (y * 8)
  35 #define BUFFER 352
  36
  37 static struct {
  38          uint16_t cpos;
  39          uint8_t * textmemptr;
  40          uint8_t buf[BUFFER];
  41          uint8_t x;
  42          uint8_t y;
  43 } tftscreen;
  44
  45 void tft_init() {
  46
  47         tftscreen.x = 0;
  48         tftscreen.y = 0;
  49         tftscreen.cpos = 0;
  50         tftscreen.textmemptr = tftscreen.buf;
  51
  52         memset(tftscreen.buf, 0x00, 352);
  53
  54         /* Peripherial init */
  55         rsetbit(RCC_APB1ENR, 14); // enable SPI2
  56         rsetbit(RCC_APB2ENR, 3); // enable GPIOB
  57         rsetbit(RCC_APB2ENR, 4); // enable GPIOC
  58
  59         /* The PINS used are PB12, PB13, PB15 and PC6 respectively
  60          * NSS (or CS): alternative function pusp-pull
  61          * NSS Output is (always high) enabled with this setting
  62          * SCK Master: alternate function push-pull
  63          * MOSI (or DI): alternate function push-pull
  64          * D/CX (or A0): Command or data write line PC6 */
  65         rwrite(GPIOB_CRH, 0xA4AA4444);
  66         rwrite(GPIOC_CRL, 0x42444444);
  67
  68         /* Chip select: software enabled
  69          * In case for a hardware setup, connect NSS (CS) to
  70          * ground  */
  71         rsetbit(SPI2_CR1, 9);
  72         rsetbit(SPI2_CR1, 8);
  73
  74         rsetbit(SPI2_CR1, 15); // one-wire mode
  75         rsetbit(SPI2_CR1, 14); // start with transfer
  76         rsetbit(SPI2_CR1, 4); // FPLCK div 8
  77         rsetbit(SPI2_CR1, 2); // master selection
  78         rsetbit(SPI2_CR1, 6); // enable SPI
  79
  80         /* Init sequence */
  81         tft_command(TFT_SWRESET, 0);
  82         _block(120000);
  83         tft_command(0x11, 0);
  84         _block(120000);
  85
  86         /* Frame rate control */
  87         tft_command(TFT_FRMCTR1, 3, 0x01, 0x2C, 0x2D);
  88         tft_command(TFT_FRMCTR2, 3, 0x01, 0x2C, 0x2D);
  89         tft_command(TFT_FRMCTR3, 6, 0x01, 0x2C, 0x2D, 0x01, 0x2C, 0x2D);
  90
  91         /* Power control */
  92         tft_command(TFT_PWCTR1, 3, 0xA2, 0x02, 0x84);
  93         tft_command(TFT_PWCTR2, 1, 0xC5);
  94         tft_command(TFT_PWCTR3, 2, 0x0A, 0x00);
  95         tft_command(TFT_PWCTR4, 2, 0x8A, 0x2A);
  96         tft_command(TFT_PWCTR5, 2, 0x8A, 0xEE);
  97         tft_command(TFT_VMCTR1, 1, 0x0E);
  98
  99         tft_command(TFT_INVOFF, 0);
 100         tft_command(TFT_COLMOD, 1, 0x05); // 0x05
 101         tft_command(TFT_MADCTL, 1, 0xC0); // TODO: check
 102
 103         tft_command(TFT_CASET, 4, 0x00, 0x00, 0x00, 0x7F);
 104         tft_command(TFT_RASET, 4, 0x00, 0x00, 0x00, 0x9F);
 105
 106         /* Gamma Settings */
 107         tft_command(TFT_GMCTRP1, 16, 0x02, 0x1C, 0x07, 0x12,
 108                         0x37, 0x32, 0x29, 0x2D,
 109                         0x29, 0x25, 0x2B, 0x39,
 110                         0x00, 0x01, 0x03, 0x10);
 111         tft_command(TFT_GMCTRN1, 16, 0x03, 0x1D, 0x07, 0x06,
 112                         0x2E, 0x2C, 0x29, 0x2D,
 113                         0x2E, 0x2E, 0x37, 0x3F,
 114                         0x00, 0x00, 0x02, 0x10);
 115
 116         /* Before turning on the display, fill the display
 117          * so no random display data is shown */
 118         tft_fill(0,0,SCRWIDTH-1,SCRHEIGHT-1,0x0000);
 119
 120         /* Turn on */
 121         tft_command(TFT_NORON, 0);
 122         _block(10000);
 123         tft_command(TFT_DISPON, 0);
 124         _block(100000);
 125
 126 }
 127
 128 /* Helper function */
 129 static int txbuf_empty () {
 130         int cnt = 0;
 131         while(!rchkbit(SPI2_SR, 1)) {
 132                 cnt++;
 133                 if (cnt > TIMEOUT) {
 134                         printf("Error: transmit timeout!\n");
 135                         return 0;
 136                 }
 137         }
 138         return 1;
 139
 140 }
 141
 142
 143 /* Function to fill an area starting at (beginx, beginy)
 144  * and end ending at (endx, endy */
 145 int tft_fill(uint8_t beginx, uint8_t beginy, uint8_t endx,
 146                 uint8_t endy, uint16_t color) {
 147
 148         /* The CASET and RASET commands set the begin X/Y
 149          * and end X/Y of the fill area. Both are split over
 150          * two paramters/bytes. Most screen are small, so you will
 151          * only need to consider the first 8 MSBs. Parameter 1 and
 152          * 3 are always 0.
 153          *
 154          * In theory, TFT screens of 65,535 by 65,535 could be
 155          * supported */
 156         tft_command(TFT_CASET, 4, 0x00, beginx, 0x00, endx);
 157         tft_command(TFT_RASET, 4, 0x00, beginy, 0x00, endy);
 158
 159         /* After setting the fill area, we can send the color
 160          * data. The chip autoincrements the address so we can
 161          * keep writing continiously for the fill area. Note
 162          * that each pixel requires two bytes to be send (16
 163          * bit mode: ...)   */
 164         uint32_t totalwrites = (endx - beginx) * (endy - beginy) * 2;
 165         //printf("tw: %d, x: %d, y: %d\n", totalwrites, beginx, beginy);
 166         tft_command(TFT_RAMWR, 0);
 167         rsetbit(GPIOC_ODR, 6); // data = 1
 168         for (int i = 0; i < totalwrites; i++) {
 169                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (color >> 8));
 170                         if (!txbuf_empty())
 171                                 return -1;
 172                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (color & 0xFF));
 173                         if (!txbuf_empty())
 174                                 return -1;
 175         }
 176         return 0;
 177 }
 178
 179 /* Function to individually set a pixel
 180  * Refer to tft_fill, similar calls  */
 181 int tft_setpixel(uint8_t x, uint8_t y, uint16_t color) {
 182
 183         tft_command(TFT_CASET, 4, 0x00, x, 0x00, x+1);
 184         tft_command(TFT_RASET, 4, 0x00, y, 0x00, y+1);
 185 tft_command(TFT_RAMWR, 2, (uint8_t) (color >> 8), (uint8_t) (color & 0xFF));
 186         return 0;
 187 }
 188
 189
 190 int tft_puts(char * str) {
 191
 192         for (int i = 0; i < strlen(str); i++)  {
 193                 tft_putc(0xFFFF, 0x0000, str[i]);
 194
 195         }
 196
 197 }
 198
 199 void tft_clrln() {
 200
 201         tft_puts("                     ");
 202         tftscreen.buf[BUFFER - 21] = '\0';
 203         tftscreen.cpos -= 21;
 204         tftscreen.y = 14;
 205 }
 206
 207 /* Text scroll function
 208  * Refeed the buffer */
 209 int tft_scroll() {
 210
 211         /* Scroll the buffer  */
 212         memcpy(tftscreen.textmemptr, tftscreen.textmemptr + 21, BUFFER - 21);
 213         for (int i = 21; i >= 0; i--)
 214                 tftscreen.buf[BUFFER - 21] = '\0';
 215
 216         tftscreen.x = 0;
 217         tftscreen.y = 0;
 218         tftscreen.cpos = 0;
 219
 220         tft_puts(tftscreen.buf); // CHECK: ending
 221         tft_clrln();
 222 }
 223
 224 void tft_linefill() {
 225
 226         // TODO
 227
 228 }
 229
 230 /* Low-level function to print a character to the display
 231  * Should not be used directly */
 232 int tft_putc(uint16_t fg, uint16_t bg, int c) {
 233
 234
 235         int totalpixels = 35;
 236         int column = 0;
 237         int row = 0;
 238         uint8_t current;
 239
 240         if (tftscreen.y >= 15) {
 241                 tft_scroll();
 242         }
 243
 244         tft_command(TFT_CASET, 4, 0x00, STARTX + XPOS(tftscreen.x), 0x00, (STARTX + 4) + XPOS(tftscreen.x));
 245         tft_command(TFT_RASET, 4, 0x00, STARTY + YPOS(tftscreen.y), 0x00, (STARTY + 6) + YPOS(tftscreen.y));
 246
 247         tft_command(TFT_RAMWR, 0);
 248         rsetbit(GPIOC_ODR, 6); // data = 1
 249         for (int i = 0; i < totalpixels; i++) {
 250
 251                 current = ASCII5x7[(c * 5) + column];
 252
 253                 if ((current >> (7 - row)) & 0x1) {
 254                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (fg >> 8));
 255                         if (!txbuf_empty())
 256                                 return -1;
 257                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (fg & 0xFF));
 258                         if (!txbuf_empty())
 259                                 return -1;
 260                 }
 261                 else {
 262                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (bg >> 8));
 263                         if (!txbuf_empty())
 264                                 return -1;
 265                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (bg & 0xFF));
 266                         if (!txbuf_empty())
 267                                 return -1;
 268                 }
 269
 270                 /* Algoritm dependent on draw mode: top down, left right */
 271                 column++;
 272                 if (column > 4) {
 273                         column = 0;
 274                         row++;
 275                 }
 276         }
 277         tftscreen.buf[tftscreen.cpos] = c;
 278         tftscreen.cpos++;
 279
 280         tftscreen.x++;
 281         if (tftscreen.x > 20) {
 282                 tftscreen.x = 0;
 283                 tftscreen.y++;
 284         }
 285
 286         return 0;
 287 }
 288
 289
 290
 291 /* Invokes commands with a variable list of paramaters. Sending parameters
 292  * requires the D/CX line to be high  */
 293 int tft_command(uint8_t cmd, int argsc, ...) {
 294
 295         va_list ap;
 296         // command
 297         rclrbit(GPIOC_ODR, 6); // D/CX line low
 298         rwrite(SPI2_DR, cmd);
 299         if (!txbuf_empty())
 300                 return -1;
 301
 302         // parameter or data
 303         if (argsc > 0) {
 304                 va_start(ap, argsc);
 305                 rsetbit(GPIOC_ODR, 6); // D/CX line high
 306                 for (int i = 0; i < argsc; i++) {
 307                         uint8_t p = (uint8_t) va_arg(ap, unsigned int);
 308                         rwrite(SPI2_DR, p);
 309                         if (!txbuf_empty())
 310                                 return -1;
 311                 }
 312                 va_end(ap);
 313         }
 314         return 0;
 315 }
 316