velometer/st7789.c

/*
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 *
 */

#include <string.h>

#include "hardware/gpio.h"
#include "pico/stdlib.h"

#include "st7789.h"

static struct st7789_config st7789_cfg;
static uint16_t st7789_width;
static uint16_t st7789_height;
static bool st7789_data_mode = false;

void st7789_cmd(uint8_t cmd, const uint8_t *data, size_t len) {
  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    spi_set_format(st7789_cfg.spi, 8, SPI_CPOL_0, SPI_CPHA_0, SPI_MSB_FIRST);
  } else {
    spi_set_format(st7789_cfg.spi, 8, SPI_CPOL_1, SPI_CPHA_1, SPI_MSB_FIRST);
  }
  st7789_data_mode = false;

  sleep_us(1);
  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    gpio_put(st7789_cfg.gpio_cs, 0);
  }
  gpio_put(st7789_cfg.gpio_dc, 0);
  sleep_us(1);

  spi_write_blocking(st7789_cfg.spi, &cmd, sizeof(cmd));

  if (len) {
    sleep_us(1);
    gpio_put(st7789_cfg.gpio_dc, 1);
    sleep_us(1);

    spi_write_blocking(st7789_cfg.spi, data, len);
  }

  sleep_us(1);
  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    gpio_put(st7789_cfg.gpio_cs, 1);
  }
  gpio_put(st7789_cfg.gpio_dc, 1);
  sleep_us(1);
}

void st7789_caset(uint16_t xs, uint16_t xe) {
  uint8_t data[] = {
      xs >> 8,
      xs & 0xff,
      xe >> 8,
      xe & 0xff,
  };

  // CASET (2Ah): Column Address Set
  st7789_cmd(0x2a, data, sizeof(data));
}

void st7789_raset(uint16_t ys, uint16_t ye) {
  uint8_t data[] = {
      ys >> 8,
      ys & 0xff,
      ye >> 8,
      ye & 0xff,
  };

  // RASET (2Bh): Row Address Set
  st7789_cmd(0x2b, data, sizeof(data));
}

void st7789_init(const struct st7789_config *config, uint16_t width, uint16_t height) {
  memcpy(&st7789_cfg, config, sizeof(st7789_cfg));
  st7789_width = width;
  st7789_height = height;

  spi_init(st7789_cfg.spi, 125 * 1000 * 1000);
  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    spi_set_format(st7789_cfg.spi, 8, SPI_CPOL_0, SPI_CPHA_0, SPI_MSB_FIRST);
  } else {
    spi_set_format(st7789_cfg.spi, 8, SPI_CPOL_1, SPI_CPHA_1, SPI_MSB_FIRST);
  }

  gpio_set_function(st7789_cfg.gpio_din, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(st7789_cfg.gpio_clk, GPIO_FUNC_SPI);

  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    gpio_init(st7789_cfg.gpio_cs);
  }
  gpio_init(st7789_cfg.gpio_dc);
  gpio_init(st7789_cfg.gpio_rst);
  gpio_init(st7789_cfg.gpio_bl);

  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    gpio_set_dir(st7789_cfg.gpio_cs, GPIO_OUT);
  }
  gpio_set_dir(st7789_cfg.gpio_dc, GPIO_OUT);
  gpio_set_dir(st7789_cfg.gpio_rst, GPIO_OUT);
  gpio_set_dir(st7789_cfg.gpio_bl, GPIO_OUT);

  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    gpio_put(st7789_cfg.gpio_cs, 1);
  }
  gpio_put(st7789_cfg.gpio_dc, 1);
  gpio_put(st7789_cfg.gpio_rst, 1);
  sleep_ms(100);

  // SWRESET (01h): Software Reset
  st7789_cmd(0x01, NULL, 0);
  sleep_ms(150);

  // SLPOUT (11h): Sleep Out
  st7789_cmd(0x11, NULL, 0);
  sleep_ms(50);

  // COLMOD (3Ah): Interface Pixel Format
  // - RGB interface color format     = 65K of RGB interface
  // - Control interface color format = 16bit/pixel
  st7789_cmd(0x3a, (uint8_t[]){0x55}, 1);
  sleep_ms(10);

  // MADCTL (36h): Memory Data Access Control
  // - Page Address Order            = Top to Bottom
  // - Column Address Order          = Left to Right
  // - Page/Column Order             = Normal Mode
  // - Line Address Order            = LCD Refresh Top to Bottom
  // - RGB/BGR Order                 = RGB
  // - Display Data Latch Data Order = LCD Refresh Left to Right
  st7789_cmd(0x36, (uint8_t[]){0xA0}, 1);

  st7789_caset(0, width);
  st7789_raset(0, height);

  // INVON (21h): Display Inversion On
  st7789_cmd(0x21, NULL, 0);
  sleep_ms(10);

  // NORON (13h): Normal Display Mode On
  st7789_cmd(0x13, NULL, 0);
  sleep_ms(10);

  // DISPON (29h): Display On
  st7789_cmd(0x29, NULL, 0);
  sleep_ms(10);

  st7789_fill(0x0000);
  sleep_ms(50);
  gpio_put(st7789_cfg.gpio_bl, 1);
}

void st7789_ramwr() {
  sleep_us(1);
  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    gpio_put(st7789_cfg.gpio_cs, 0);
  }
  gpio_put(st7789_cfg.gpio_dc, 0);
  sleep_us(1);

  // RAMWR (2Ch): Memory Write
  uint8_t cmd = 0x2c;
  spi_write_blocking(st7789_cfg.spi, &cmd, sizeof(cmd));

  sleep_us(1);
  if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
    gpio_put(st7789_cfg.gpio_cs, 0);
  }
  gpio_put(st7789_cfg.gpio_dc, 1);
  sleep_us(1);
}

void st7789_write(const void *data, size_t len) {
  if (!st7789_data_mode) {
    st7789_ramwr();

    if (st7789_cfg.gpio_cs > -1) {
      spi_set_format(st7789_cfg.spi, 16, SPI_CPOL_0, SPI_CPHA_0, SPI_MSB_FIRST);
    } else {
      spi_set_format(st7789_cfg.spi, 16, SPI_CPOL_1, SPI_CPHA_1, SPI_MSB_FIRST);
    }

    st7789_data_mode = true;
  }

  spi_write16_blocking(st7789_cfg.spi, data, len / 2);
}

void st7789_put(uint16_t pixel) { st7789_write(&pixel, sizeof(pixel)); }

void st7789_fill(uint16_t pixel) {
  int num_pixels = st7789_width * st7789_height;

  st7789_set_cursor(0, 0);

  for (int i = 0; i < num_pixels; i++) {
    st7789_put(pixel);
  }
}

void st7789_set_cursor(uint16_t x, uint16_t y) {
  st7789_caset(x, st7789_width);
  st7789_raset(y, st7789_height);
}

void st7789_vertical_scroll(uint16_t row) {
  uint8_t data[] = {(row >> 8) & 0xff, row & 0x00ff};

  // VSCSAD (37h): Vertical Scroll Start Address of RAM
  st7789_cmd(0x37, data, sizeof(data));
}