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/uart.h>
  27 #include <drivers/st7735s.h>
  28
  29 #define TIMEOUT 500
  30 #define SCRWIDTH 132
  31 #define SCRHEIGHT 132
  32 #define STARTX 5
  33 #define STARTY 5
  34 #define XPOS(x) (x * 6)
  35 #define YPOS(y) (y * 8)
  36 #define BUFFER 352
  37
  38 static struct {
  39          uint16_t cpos;
  40          uint8_t * textmemptr;
  41          uint8_t buf[BUFFER];
  42          uint8_t x;
  43          uint8_t y;
  44 } tftscreen;
  45
  46 void tft_init() {
  47
  48         tftscreen.x = 0;
  49         tftscreen.y = 0;
  50         tftscreen.cpos = 0;
  51         tftscreen.textmemptr = tftscreen.buf;
  52
  53         memset(tftscreen.buf, 0x00, 352);
  54
  55         /* Peripherial init */
  56         rsetbit(RCC_APB1ENR, 14); // enable SPI2
  57         rsetbit(RCC_APB2ENR, 3); // enable GPIOB
  58         rsetbit(RCC_APB2ENR, 4); // enable GPIOC
  59
  60         /* The PINS used are PB12, PB13, PB15 and PC6 respectively
  61          * NSS (or CS): alternative function pusp-pull
  62          * NSS Output is (always high) enabled with this setting
  63          * SCK Master: alternate function push-pull
  64          * MOSI (or DI): alternate function push-pull
  65          * D/CX (or A0): Command or data write line PC6 */
  66         rwrite(GPIOB_CRH, 0xA4AA4444);
  67         rwrite(GPIOC_CRL, 0x42444444);
  68
  69         /* Chip select: software enabled
  70          * In case for a hardware setup, connect NSS (CS) to
  71          * ground  */
  72         rsetbit(SPI2_CR1, 9);
  73         rsetbit(SPI2_CR1, 8);
  74
  75         rsetbit(SPI2_CR1, 15); // one-wire mode
  76         rsetbit(SPI2_CR1, 14); // start with transfer
  77         rsetbit(SPI2_CR1, 4); // FPLCK div 8
  78         rsetbit(SPI2_CR1, 2); // master selection
  79         rsetbit(SPI2_CR1, 6); // enable SPI
  80
  81         /* Init sequence */
  82         tft_command(TFT_SWRESET, 0);
  83         _block(120000);
  84         tft_command(0x11, 0);
  85         _block(120000);
  86
  87         /* Frame rate control */
  88         tft_command(TFT_FRMCTR1, 3, 0x01, 0x2C, 0x2D);
  89         tft_command(TFT_FRMCTR2, 3, 0x01, 0x2C, 0x2D);
  90         tft_command(TFT_FRMCTR3, 6, 0x01, 0x2C, 0x2D, 0x01, 0x2C, 0x2D);
  91
  92         /* Power control */
  93         tft_command(TFT_PWCTR1, 3, 0xA2, 0x02, 0x84);
  94         tft_command(TFT_PWCTR2, 1, 0xC5);
  95         tft_command(TFT_PWCTR3, 2, 0x0A, 0x00);
  96         tft_command(TFT_PWCTR4, 2, 0x8A, 0x2A);
  97         tft_command(TFT_PWCTR5, 2, 0x8A, 0xEE);
  98         tft_command(TFT_VMCTR1, 1, 0x0E);
  99
 100         tft_command(TFT_INVOFF, 0);
 101         tft_command(TFT_COLMOD, 1, 0x05); // 0x05
 102         tft_command(TFT_MADCTL, 1, 0xC0); // TODO: check
 103
 104         tft_command(TFT_CASET, 4, 0x00, 0x00, 0x00, 0x7F);
 105         tft_command(TFT_RASET, 4, 0x00, 0x00, 0x00, 0x9F);
 106
 107         /* Gamma Settings */
 108         tft_command(TFT_GMCTRP1, 16, 0x02, 0x1C, 0x07, 0x12,
 109                         0x37, 0x32, 0x29, 0x2D,
 110                         0x29, 0x25, 0x2B, 0x39,
 111                         0x00, 0x01, 0x03, 0x10);
 112         tft_command(TFT_GMCTRN1, 16, 0x03, 0x1D, 0x07, 0x06,
 113                         0x2E, 0x2C, 0x29, 0x2D,
 114                         0x2E, 0x2E, 0x37, 0x3F,
 115                         0x00, 0x00, 0x02, 0x10);
 116
 117         /* Before turning on the display, fill the display
 118          * so no random display data is shown */
 119         tft_fill(0,0,SCRWIDTH-1,SCRHEIGHT-1,0x0000);
 120
 121         /* Turn on */
 122         tft_command(TFT_NORON, 0);
 123         _block(10000);
 124         tft_command(TFT_DISPON, 0);
 125         _block(100000);
 126
 127 }
 128
 129 /* Helper function */
 130 static int txbuf_empty () {
 131         int cnt = 0;
 132         while(!rchkbit(SPI2_SR, 1)) {
 133                 cnt++;
 134                 if (cnt > TIMEOUT) {
 135                         printf("Error: transmit timeout!\n");
 136                         return 0;
 137                 }
 138         }
 139         return 1;
 140
 141 }
 142
 143
 144 /* Function to fill an area starting at (beginx, beginy)
 145  * and end ending at (endx, endy */
 146 int tft_fill(uint8_t beginx, uint8_t beginy, uint8_t endx,
 147                 uint8_t endy, uint16_t color) {
 148
 149         /* The CASET and RASET commands set the begin X/Y
 150          * and end X/Y of the fill area. Both are split over
 151          * two paramters/bytes. Most screen are small, so you will
 152          * only need to consider the first 8 MSBs. Parameter 1 and
 153          * 3 are always 0.
 154          *
 155          * In theory, TFT screens of 65,535 by 65,535 could be
 156          * supported */
 157         tft_command(TFT_CASET, 4, 0x00, beginx, 0x00, endx);
 158         tft_command(TFT_RASET, 4, 0x00, beginy, 0x00, endy);
 159
 160         /* After setting the fill area, we can send the color
 161          * data. The chip autoincrements the address so we can
 162          * keep writing continiously for the fill area. Note
 163          * that each pixel requires two bytes to be send (16
 164          * bit mode: ...)   */
 165         uint32_t totalwrites = (endx - beginx) * (endy - beginy) * 2;
 166         //printf("tw: %d, x: %d, y: %d\n", totalwrites, beginx, beginy);
 167         tft_command(TFT_RAMWR, 0);
 168         rsetbit(GPIOC_ODR, 6); // data = 1
 169         for (int i = 0; i < totalwrites; i++) {
 170                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (color >> 8));
 171                         if (!txbuf_empty())
 172                                 return -1;
 173                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (color & 0xFF));
 174                         if (!txbuf_empty())
 175                                 return -1;
 176         }
 177         return 0;
 178 }
 179
 180 /* Function to individually set a pixel
 181  * Refer to tft_fill, similar calls  */
 182 int tft_setpixel(uint8_t x, uint8_t y, uint16_t color) {
 183
 184         tft_command(TFT_CASET, 4, 0x00, x, 0x00, x+1);
 185         tft_command(TFT_RASET, 4, 0x00, y, 0x00, y+1);
 186 tft_command(TFT_RAMWR, 2, (uint8_t) (color >> 8), (uint8_t) (color & 0xFF));
 187         return 0;
 188 }
 189
 190
 191 int tft_puts(char * str) {
 192
 193         for (int i = 0; i < strlen(str); i++)  {
 194                 tft_putc(0xFFFF, 0x0000, str[i]);
 195
 196         }
 197
 198 }
 199
 200 void tft_clrln() {
 201
 202         tft_puts("                     ");
 203         tftscreen.buf[BUFFER - 21] = '\0';
 204         tftscreen.cpos -= 21;
 205         tftscreen.y = 14;
 206 }
 207
 208 /* Text scroll function
 209  * Refeed the buffer */
 210 int tft_scroll() {
 211
 212         /* Scroll the buffer  */
 213         memcpy(tftscreen.textmemptr, tftscreen.textmemptr + 21, BUFFER - 21);
 214         //for (int i = 21; i >= 0; i--)
 215         tftscreen.buf[BUFFER - 21] = '\0';
 216
 217         tftscreen.x = 0;
 218         tftscreen.y = 0;
 219         tftscreen.cpos = 0;
 220
 221         //for (int i = 0; i < 320; i++)     {
 222         //      uart_putc(tftscreen.buf[i]);
 223         //}
 224
 225         tft_puts(tftscreen.buf); // CHECK: ending
 226         //tftscreen.y = 14;
 227         //tft_puts("                     ");
 228         tftscreen.y = 14;
 229         tftscreen.x = 0;
 230         tftscreen.cpos = BUFFER - 21;
 231         // DINOSAUR tft_clrln();
 232 }
 233
 234 void tft_nl() {
 235
 236         uint8_t blanks = 21 - tftscreen.x;
 237
 238         // filler with blank spaces
 239         for (int i = 0; i < blanks; i++) {
 240                 tft_putc(0xFFFF, 0x0000, ' ');
 241         }
 242
 243 }
 244
 245 /* Low-level function to print a character to the display
 246  * Should not be used directly */
 247 int tft_putc(uint16_t fg, uint16_t bg, int c) {
 248
 249
 250         int totalpixels = 35;
 251         int column = 0;
 252         int row = 0;
 253         uint8_t current;
 254
 255
 256         //if ((c == '\n') && (tftscreen.y == 14)) {
 257         //      tft_nl();
 258         //      tft_scroll2();
 259         //      return 1;
 260         //}
 261
 262         if (c == '\n') {
 263                 if (tftscreen.y == 14) {
 264                         tft_nl();
 265                         return 1;
 266                 }
 267                 else {
 268                         tft_nl();
 269                 //if (tftscreen.y < 15)
 270                         return 1;
 271                 }
 272         }
 273         ////    else {
 274         ////            tft_putc(0xFFFF, 0x0000, 'o');
 275         ////    }
 276         //      //else {
 277         //      //      ENDFLAG = true;
 278         //      //}
 279         //}
 280
 281         if (tftscreen.y >= 15) {
 282                 tft_scroll();
 283                 //if (ENDFLAG) {
 284                 //      ENDFLAG = false;
 285                 //      return 1;
 286                 //}
 287         }
 288
 289         tft_command(TFT_CASET, 4, 0x00, STARTX + XPOS(tftscreen.x), 0x00, (STARTX + 4) + XPOS(tftscreen.x));
 290         tft_command(TFT_RASET, 4, 0x00, STARTY + YPOS(tftscreen.y), 0x00, (STARTY + 6) + YPOS(tftscreen.y));
 291
 292         tft_command(TFT_RAMWR, 0);
 293         rsetbit(GPIOC_ODR, 6); // data = 1
 294         for (int i = 0; i < totalpixels; i++) {
 295
 296                 current = ASCII5x7[(c * 5) + column];
 297
 298                 if ((current >> (7 - row)) & 0x1) {
 299                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (fg >> 8));
 300                         if (!txbuf_empty())
 301                                 return -1;
 302                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (fg & 0xFF));
 303                         if (!txbuf_empty())
 304                                 return -1;
 305                 }
 306                 else {
 307                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (bg >> 8));
 308                         if (!txbuf_empty())
 309                                 return -1;
 310                         rwrite(SPI2_DR, (uint8_t) (bg & 0xFF));
 311                         if (!txbuf_empty())
 312                                 return -1;
 313                 }
 314
 315                 /* Algoritm dependent on draw mode: top down, left right */
 316                 column++;
 317                 if (column > 4) {
 318                         column = 0;
 319                         row++;
 320                 }
 321         }
 322         tftscreen.buf[tftscreen.cpos] = c;
 323         tftscreen.cpos++;
 324
 325         tftscreen.x++;
 326         if (tftscreen.x > 20) {
 327                 tftscreen.x = 0;
 328                 tftscreen.y++;
 329         }
 330
 331         return 0;
 332 }
 333
 334
 335
 336 /* Invokes commands with a variable list of paramaters. Sending parameters
 337  * requires the D/CX line to be high  */
 338 int tft_command(uint8_t cmd, int argsc, ...) {
 339
 340         va_list ap;
 341         // command
 342         rclrbit(GPIOC_ODR, 6); // D/CX line low
 343         rwrite(SPI2_DR, cmd);
 344         if (!txbuf_empty())
 345                 return -1;
 346
 347         // parameter or data
 348         if (argsc > 0) {
 349                 va_start(ap, argsc);
 350                 rsetbit(GPIOC_ODR, 6); // D/CX line high
 351                 for (int i = 0; i < argsc; i++) {
 352                         uint8_t p = (uint8_t) va_arg(ap, unsigned int);
 353                         rwrite(SPI2_DR, p);
 354                         if (!txbuf_empty())
 355                                 return -1;
 356                 }
 357                 va_end(ap);
 358         }
 359         return 0;
 360 }
 361