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