drv/lcd_gfx.c

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * Copyright 2003, 2004, 2005, 2006 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
   5  * Copyright 2001 Bernardo Innocenti <bernie@codewiz.org>
   6  * This file is part of DevLib - See README.devlib for information.
   7  * -->
   8  *
   9  * \version $Id$
  10  *
  11  * \author Bernardo Innocenti <bernie@develer.com>
  12  * \author Stefano Fedrigo <aleph@develer.com>
  13  *
  14  * \brief Displaytech 32122A LCD driver
  15  */
  16
  17 /*#*
  18  *#* $Log$
  19  *#* Revision 1.2  2006/01/23 23:11:27  bernie
  20  *#* Use RASTER_SIZE() to compute... err... the raster size.
  21  *#*
  22  *#* Revision 1.1  2006/01/16 03:50:57  bernie
  23  *#* Import into DevLib.
  24  *#*
  25  *#*/
  26
  27 #include "lcd.h"
  28 #include <gfx/gfx.h>
  29 #include <drv/timer.h>
  30
  31 #include <cfg/cpu.h>
  32 #include <hw.h>
  33 #include <cfg/macros.h> /* BV() */
  34 #include <cfg/debug.h>
  35
  36 #include <avr/io.h>
  37 #include <stdbool.h>
  38 #include <inttypes.h>
  39
  40 #ifdef CONFIG_LCD_SOFTINT_REFRESH
  41
  42         /*! Interval between softint driven lcd refresh */
  43 #       define LCD_REFRESH_INTERVAL 20  /* 20ms -> 50fps */
  44
  45 #endif /* CONFIG_LCD_SOFTINT_REFRESH */
  46
  47 /*! Number of LCD pages */
  48 #define LCD_PAGES 4
  49
  50 /*! Width of an LCD page */
  51 #define LCD_PAGESIZE (LCD_WIDTH / 2)
  52
  53 /*!
  54  * \name LCD I/O pins/ports
  55  * @{
  56  */
  57 #define LCD_PF_DB0   PF4
  58 #define LCD_PF_DB1   PF5
  59 #define LCD_PF_DB2   PF6
  60 #define LCD_PF_DB3   PF7
  61 #define LCD_PD_DB4   PD4
  62 #define LCD_PD_DB5   PD5
  63 #define LCD_PD_DB6   PD6
  64 #define LCD_PD_DB7   PD7
  65 #define LCD_PB_A0    PB0
  66 #define LCD_PE_RW    PE7
  67 #define LCD_PE_E1    PE2
  68 #define LCD_PE_E2    PE6
  69 /*@}*/
  70
  71 /*!
  72  * \name DB high nibble (DB[4-7])
  73  * @{
  74  */
  75 #define LCD_DATA_HI_PORT    PORTD
  76 #define LCD_DATA_HI_PIN     PIND
  77 #define LCD_DATA_HI_DDR     DDRD
  78 #define LCD_DATA_HI_SHIFT   0
  79 #define LCD_DATA_HI_MASK    0xF0
  80 /*@}*/
  81
  82 /*!
  83  * \name DB low nibble (DB[0-3])
  84  * @{
  85  */
  86 #define LCD_DATA_LO_PORT    PORTF
  87 #define LCD_DATA_LO_PIN     PINF
  88 #define LCD_DATA_LO_DDR     DDRF
  89 #define LCD_DATA_LO_SHIFT   4
  90 #define LCD_DATA_LO_MASK    0xF0
  91 /*@}*/
  92
  93 /*!
  94  * \name LCD bus control macros
  95  * @{
  96  */
  97 #define LCD_CLR_A0   (PORTB &= ~BV(LCD_PB_A0))
  98 #define LCD_SET_A0   (PORTB |=  BV(LCD_PB_A0))
  99 #define LCD_CLR_RD   (PORTE &= ~BV(LCD_PE_RW))
 100 #define LCD_SET_RD   (PORTE |=  BV(LCD_PE_RW))
 101 #define LCD_CLR_E1   (PORTE &= ~BV(LCD_PE_E1))
 102 #define LCD_SET_E1   (PORTE |=  BV(LCD_PE_E1))
 103 #define LCD_CLR_E2   (PORTE &= ~BV(LCD_PE_E2))
 104 #define LCD_SET_E2   (PORTE |=  BV(LCD_PE_E2))
 105 #define LCD_SET_E(x) (PORTE |= (x))
 106 #define LCD_CLR_E(x) (PORTE &= ~(x))
 107 /*@}*/
 108
 109 /*!
 110  * \name Chip select bits for LCD_SET_E()
 111  * @{
 112  */
 113 #define LCDF_E1 (BV(LCD_PE_E1))
 114 #define LCDF_E2 (BV(LCD_PE_E2))
 115 /*@}*/
 116
 117 /*! Read from the LCD data bus (DB[0-7]) */
 118 #define LCD_READ ( \
 119                 ((LCD_DATA_LO_PIN & LCD_DATA_LO_MASK) >> LCD_DATA_LO_SHIFT) | \
 120                 ((LCD_DATA_HI_PIN & LCD_DATA_HI_MASK) >> LCD_DATA_HI_SHIFT) \
 121         )
 122
 123 /*! Write to the LCD data bus (DB[0-7]) */
 124 #define LCD_WRITE(d) \
 125         do { \
 126                 LCD_DATA_LO_PORT = (LCD_DATA_LO_PORT & ~LCD_DATA_LO_MASK) | (((d)<<LCD_DATA_LO_SHIFT) & LCD_DATA_LO_MASK); \
 127                 LCD_DATA_HI_PORT = (LCD_DATA_HI_PORT & ~LCD_DATA_HI_MASK) | (((d)<<LCD_DATA_HI_SHIFT) & LCD_DATA_HI_MASK); \
 128         } while (0)
 129
 130 /*! Set data bus direction to output (write to display) */
 131 #define LCD_DB_OUT \
 132         do { \
 133                 LCD_DATA_LO_DDR |= LCD_DATA_LO_MASK; \
 134                 LCD_DATA_HI_DDR |= LCD_DATA_HI_MASK; \
 135         } while (0)
 136
 137 /*! Set data bus direction to input (read from display) */
 138 #define LCD_DB_IN \
 139         do { \
 140                 LCD_DATA_LO_DDR &= ~LCD_DATA_LO_MASK; \
 141                 LCD_DATA_HI_DDR &= ~LCD_DATA_HI_MASK; \
 142         } while (0)
 143
 144 /*! Delay for tEW (160ns) */
 145 #define LCD_DELAY_WRITE \
 146         do { \
 147                 NOP; \
 148                 NOP; \
 149         } while (0)
 150
 151 /*! Delay for tACC6 (180ns) */
 152 #define LCD_DELAY_READ \
 153         do { \
 154                 NOP; \
 155                 NOP; \
 156                 NOP; \
 157         } while (0)
 158
 159
 160 /*!
 161  * \name 32122A Commands
 162  * @{
 163  */
 164 #define LCD_CMD_DISPLAY_ON  0xAF
 165 #define LCD_CMD_DISPLAY_OFF 0xAE
 166 #define LCD_CMD_STARTLINE   0xC0
 167 #define LCD_CMD_PAGEADDR    0xB8
 168 #define LCD_CMD_COLADDR     0x00
 169 #define LCD_CMD_ADC_LEFT    0xA1
 170 #define LCD_CMD_ADC_RIGHT   0xA0
 171 #define LCD_CMD_STATIC_OFF  0xA4
 172 #define LCD_CMD_STATIC_ON   0xA5
 173 #define LCD_CMD_DUTY_32     0xA9
 174 #define LCD_CMD_DUTY_16     0xA8
 175 #define LCD_CMD_RMW_ON      0xE0
 176 #define LCD_CMD_RMW_OFF     0xEE
 177 #define LCD_CMD_RESET       0xE2
 178 /*@}*/
 179
 180 /* Status flags */
 181 #define LCDF_BUSY BV(7)
 182
 183 #ifdef CONFIG_LCD_WAIT
 184 /*!
 185  * \code
 186  *      __              __
 187  * RS   __\____________/__
 188  *         ____________
 189  * R/W  __/            \__
 190  *            _______
 191  * E1   _____/       \____
 192  *        ______      ____
 193  * DATA X/      \====/
 194  *
 195  * \endcode
 196  */
 197 #define WAIT_LCD \
 198         do { \
 199                 uint8_t status; \
 200                 LCD_DB_IN; \
 201                 do { \
 202                         LCD_SET_RD; \
 203                         LCD_CLR_A0; \
 204                         LCD_SET_E1; \
 205                         LCD_DELAY_READ; \
 206                         status = LCD_READ; \
 207                         LCD_CLR_E1; \
 208                         LCD_SET_A0; \
 209                         LCD_CLR_RD; \
 210                 } while (status & LCDF_BUSY); \
 211                 LCD_DB_OUT; \
 212         } while (0)
 213
 214 #else /* CONFIG_LCD_WAIT */
 215
 216 #define WAIT_LCD do {} while(0)
 217
 218 #endif /* CONFIG_LCD_WAIT */
 219
 220
 221 /*!
 222  * Raster buffer to draw into.
 223  *
 224  * Bits in the bitmap bytes have vertical orientation,
 225  * as required by the LCD driver.
 226  */
 227 DECLARE_WALL(wall_before_raster, WALL_SIZE)
 228 static uint8_t lcd_raster[RASTER_SIZE(LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT)];
 229 DECLARE_WALL(wall_after_raster, WALL_SIZE)
 230
 231 /*! Default LCD bitmap */
 232 struct Bitmap lcd_bitmap;
 233
 234
 235 #ifdef CONFIG_LCD_SOFTINT_REFRESH
 236
 237 /*! Timer for regular LCD refresh */
 238 static Timer *lcd_refresh_timer;
 239
 240 #endif /* CONFIG_LCD_SOFTINT_REFRESH */
 241
 242
 243 /*
 244 static bool lcd_check(void)
 245 {
 246         uint8_t status;
 247         uint16_t retries = 32768;
 248         PORTA = 0xFF;
 249         DDRA = 0x00;
 250         do {
 251                 cbi(PORTC, PCB_LCD_RS);
 252                 sbi(PORTC, PCB_LCD_RW);
 253                 sbi(PORTC, PCB_LCD_E);
 254                 --retries;
 255                 NOP;
 256                 status = PINA;
 257                 cbi(PORTC, PCB_LCD_E);
 258                 cbi(PORTC, PCB_LCD_RW);
 259         } while ((status & LCDF_BUSY) && retries);
 260
 261         return (retries != 0);
 262 }
 263 */
 264
 265
 266 static inline void lcd_cmd(uint8_t cmd, uint8_t chip)
 267 {
 268         WAIT_LCD;
 269
 270         /*      __              __
 271          * A0   __\____________/__
 272          *
 273          * R/W  __________________
 274          *            ______
 275          * E1   _____/      \_____
 276          *
 277          * DATA --<============>--
 278          */
 279         LCD_WRITE(cmd);
 280         //LCD_DB_OUT;
 281         LCD_CLR_A0;
 282         LCD_SET_E(chip);
 283         LCD_DELAY_WRITE;
 284         LCD_CLR_E(chip);
 285         LCD_SET_A0;
 286         //LCD_DB_IN;
 287 }
 288
 289
 290 static inline uint8_t lcd_read(uint8_t chip)
 291 {
 292         uint8_t data;
 293
 294         WAIT_LCD;
 295
 296         /*!
 297          * \code
 298          *      __________________
 299          * A0   __/            \__
 300          *         ____________
 301          * R/W  __/            \__
 302          *            _______
 303          * E1   _____/       \____
 304          *
 305          * DATA -------<=====>----
 306          *
 307          * \endcode
 308          */
 309         LCD_DB_IN;
 310         //LCD_SET_A0;
 311         LCD_SET_RD;
 312         LCD_SET_E(chip);
 313         LCD_DELAY_READ;
 314         data = LCD_READ;
 315         LCD_CLR_E(chip);
 316         LCD_CLR_RD;
 317         //LCD_CLR_A0;
 318         LCD_DB_OUT;
 319
 320         return data;
 321 }
 322
 323
 324 static inline void lcd_write(uint8_t c, uint8_t chip)
 325 {
 326         WAIT_LCD;
 327
 328         /*!
 329          * \code
 330          *      __________________
 331          * A0   ___/          \___
 332          *
 333          * R/W  __________________
 334          *            ______
 335          * E1   _____/      \_____
 336          *
 337          * DATA -<==============>-
 338          *
 339          * \endcode
 340          */
 341         LCD_WRITE(c);
 342         //LCD_DB_OUT;
 343         //LCD_SET_A0;
 344         LCD_SET_E(chip);
 345         LCD_DELAY_WRITE;
 346         LCD_CLR_E(chip);
 347         //LCD_CLR_A0;
 348         //LCD_DB_IN;
 349 }
 350
 351
 352 /*!
 353  * Set LCD contrast PWM.
 354  */
 355 void lcd_setpwm(int duty)
 356 {
 357         ASSERT(duty >= LCD_MIN_PWM);
 358         ASSERT(duty <= LCD_MAX_PWM);
 359
 360         OCR3C = duty;
 361 }
 362
 363
 364 static void lcd_clear(void)
 365 {
 366         uint8_t page, j;
 367
 368         for (page = 0; page < LCD_PAGES; ++page)
 369         {
 370                 lcd_cmd(LCD_CMD_COLADDR | 0, LCDF_E1 | LCDF_E2);
 371                 lcd_cmd(LCD_CMD_PAGEADDR | page, LCDF_E1 | LCDF_E2);
 372                 for (j = 0; j < LCD_PAGESIZE; j++)
 373                         lcd_write(0, LCDF_E1 | LCDF_E2);
 374         }
 375 }
 376
 377
 378 static void lcd_writeraster(const uint8_t *raster)
 379 {
 380         uint8_t page, rows;
 381         const uint8_t *right_raster;
 382
 383         CHECK_WALL(wall_before_raster);
 384         CHECK_WALL(wall_after_raster);
 385
 386         for (page = 0; page < LCD_PAGES; ++page)
 387         {
 388                 lcd_cmd(LCD_CMD_PAGEADDR | page, LCDF_E1 | LCDF_E2);
 389                 lcd_cmd(LCD_CMD_COLADDR | 0, LCDF_E1 | LCDF_E2);
 390
 391                 /* Super optimized lamer loop */
 392                 right_raster = raster + LCD_PAGESIZE;
 393                 rows = LCD_PAGESIZE;
 394                 do
 395                 {
 396                         lcd_write(*raster++, LCDF_E1);
 397                         lcd_write(*right_raster++, LCDF_E2);
 398                 }
 399                 while (--rows);
 400                 raster = right_raster;
 401         }
 402 }
 403
 404
 405 void lcd_blit_bitmap(Bitmap *bm)
 406 {
 407         lcd_writeraster(bm->raster);
 408 }
 409
 410
 411 #ifdef CONFIG_LCD_SOFTINT_REFRESH
 412
 413 static void lcd_refresh_softint(void)
 414 {
 415         lcd_blit_bitmap(&lcd_bitmap);
 416         timer_add(lcd_refresh_timer);
 417 }
 418
 419 #endif /* CONFIG_LCD_SOFTINT_REFRESH */
 420
 421
 422 /*!
 423  * Initialize LCD subsystem.
 424  *
 425  * \note The PWM used for LCD contrast is initialized in drv/pwm.c
 426  *       because it is the same PWM used for output attenuation.
 427  */
 428 void lcd_init(void)
 429 {
 430         // FIXME: interrupts are already disabled when we get here?!?
 431         cpuflags_t flags;
 432         IRQ_SAVE_DISABLE(flags);
 433
 434         PORTB |= BV(LCD_PB_A0);
 435         DDRB |= BV(LCD_PB_A0);
 436
 437         PORTE &= ~(BV(LCD_PE_RW) | BV(LCD_PE_E1) | BV(LCD_PE_E2));
 438         DDRE |= BV(LCD_PE_RW) | BV(LCD_PE_E1) | BV(LCD_PE_E2);
 439
 440 /* LCD hw reset
 441         LCD_RESET_PORT |= BV(LCD_RESET_BIT);
 442         LCD_RESET_DDR |= BV(LCD_RESET_BIT);
 443         LCD_DELAY_WRITE;
 444         LCD_DELAY_WRITE;
 445         LCD_RESET_PORT &= ~BV(LCD_RESET_BIT);
 446         LCD_DELAY_WRITE;
 447         LCD_DELAY_WRITE;
 448         LCD_RESET_PORT |= BV(LCD_RESET_BIT);
 449 */
 450         /*
 451          * Data bus is in output state most of the time:
 452          * LCD r/w functions assume it is left in output state
 453          */
 454         LCD_DB_OUT;
 455
 456         // Wait for RST line to stabilize at Vcc.
 457         IRQ_ENABLE;
 458         timer_delay(20);
 459         IRQ_SAVE_DISABLE(flags);
 460
 461         lcd_cmd(LCD_CMD_RESET, LCDF_E1 | LCDF_E2);
 462         lcd_cmd(LCD_CMD_DISPLAY_ON, LCDF_E1 | LCDF_E2);
 463         lcd_cmd(LCD_CMD_STARTLINE | 0, LCDF_E1 | LCDF_E2);
 464
 465         /* Initialize anti-corruption walls for raster */
 466         INIT_WALL(wall_before_raster);
 467         INIT_WALL(wall_after_raster);
 468
 469         IRQ_RESTORE(flags);
 470
 471         lcd_clear();
 472         lcd_setpwm(LCD_DEF_PWM);
 473
 474         gfx_bitmapInit(&lcd_bitmap, lcd_raster, LCD_WIDTH, LCD_HEIGHT);
 475         gfx_bitmapClear(&lcd_bitmap);
 476
 477 #ifdef CONFIG_LCD_SOFTINT_REFRESH
 478
 479         /* Init IRQ driven LCD refresh */
 480         lcd_refresh_timer = timer_new();
 481         ASSERT(lcd_refresh_timer != NULL);
 482         INITEVENT_INT(&lcd_refresh_timer->expire, (Hook)lcd_refresh_softint, 0);
 483         lcd_refresh_timer->delay = LCD_REFRESH_INTERVAL;
 484         timer_add(lcd_refresh_timer);
 485
 486 #endif /* CONFIG_LCD_SOFTINT_REFRESH */
 487 }