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/**
* \file ks0108.c
* \brief KS0108 graphical LCD support
*
* \subsection Copyright
* Copyright (c) 2013-2022 Michael Buesch <m@bues.ch>
*
* \subsection License
* Licensed under the terms of the GNU General Public License version 2.
*/
#include "ks0108.h"
#include "output_extender.h"
#include "util.h"
#include "main.h"
#include <avr/io.h>
/** Kommando-ID: Display control. */
#define KS0108_CMD_DISPLAYCTL(on) (0x3E | ((on) ? 1 : 0))
/** Kommando-ID: Adresse setzen. */
#define KS0108_CMD_SETADDR(addr) (0x40 | ((addr) & 0x3F))
/** Kommando-ID: Seite setzen. */
#define KS0108_CMD_SETPAGE(page) (0xB8 | ((page) & 0x07))
/** Kommando-ID: Startzeile setzen. */
#define KS0108_CMD_STARTLN(line) (0xC0 | ((line) & 0x3F))
/** Status bits */
enum ks0108_status_bits {
/** Status bit: LCD verarbeitet einen Befehl. */
KS0108_STAT_BUSY = 0x80,
/** Status bit: LCD ist abgeschaltet. */
KS0108_STAT_OFF = 0x20,
/** Status bit: LCD ist im Reset. */
KS0108_STAT_RESET = 0x10,
};
/** \brief Datenpins initialisieren. */
static inline void ks0108_pins_init(void)
{
#if BOARDID == BOARDID_PLAIN
PORTB &= ~(1 << 5);
DDRB |= 1 << 5;
#elif BOARDID == BOARDID_MYAVR
/* Nothing to do. */
#else
# error "Unknown board."
#endif
}
/** \brief Datenrichtung der Datenpins konfigurieren.
*
* \param out 1: Ausgang.
* 0: Eingang.
*/
static inline void ks0108_data_direction(bool out)
{
#if BOARDID == BOARDID_PLAIN
if (out) {
DDRD = 0xFF;
} else {
PORTD = 0;
DDRD = 0;
}
#elif BOARDID == BOARDID_MYAVR
if (out) {
DDRD |= 0xFC;
DDRB |= 0x30;
} else {
PORTD &= ~0xFC;
DDRD &= ~0xFC;
PORTB &= ~0x30;
DDRB &= ~0x30;
}
#else
# error "Unknown board."
#endif
}
/** \brief Datenpins einlesen.
*
* \return Gibt das Datenbyte zurueck.
*/
static inline uint8_t ks0108_read_data(void)
{
#if BOARDID == BOARDID_PLAIN
return PIND;
#elif BOARDID == BOARDID_MYAVR
return ((PIND & 0xFC) >> 2) | ((PINB & 0x30) << 2);
#else
# error "Unknown board."
#endif
}
/** \brief Datenpins schreiben.
*
* \param data Das Datenbyte.
*/
static inline void ks0108_write_data(uint8_t data)
{
#if BOARDID == BOARDID_PLAIN
PORTD = data;
#elif BOARDID == BOARDID_MYAVR
PORTD = (PORTD & ~0xFC) | (data << 2);
PORTB = (PORTB & ~0x30) | ((data & 0xC0) >> 2);
#else
# error "Unknown board."
#endif
}
/** \brief RESET pin setzen/ruecksetzen.
*
* \param rst 1: Setzen.
* 0: Ruecksetzen.
*/
static inline void ks0108_control_rst(bool rst)
{
extout_write_bit(EXTOUT_LCD_RST, rst);
}
/** \brief CHIPSELECT pins setzen/ruecksetzen.
*
* \param cs1 1: Setzen.
* 0: Ruecksetzen.
*
* \param cs2 1: Setzen.
* 0: Ruecksetzen.
*/
static inline void ks0108_control_cs(bool cs1, bool cs2)
{
extout_write_bit(EXTOUT_LCD_CS1, cs1);
extout_write_bit(EXTOUT_LCD_CS2, cs2);
}
/** \brief DI pin setzen/ruecksetzen.
*
* \param di 1: Setzen.
* 0: Ruecksetzen.
*/
static inline void ks0108_control_di(bool di)
{
extout_write_bit(EXTOUT_LCD_DI, di);
}
/** \brief RW pin setzen/ruecksetzen.
*
* \param rw 1: Setzen.
* 0: Ruecksetzen.
*/
static inline void ks0108_control_rw(bool rw)
{
extout_write_bit(EXTOUT_LCD_RW, rw);
}
/** \brief E pin setzen/ruecksetzen.
*
* \param e 1: Setzen.
* 0: Ruecksetzen.
*/
static inline void ks0108_control_e(bool e)
{
#if BOARDID == BOARDID_PLAIN
if (e)
PORTB |= 1 << 5;
else
PORTB &= ~(1 << 5);
#elif BOARDID == BOARDID_MYAVR
extout_write_bit(EXTOUT_LCD_E, e);
#else
# error "Unknown board."
#endif
}
/** \brief Control bits auf die Hardware uebertragen. */
static inline void ks0108_write_control_bits(void)
{
extout_commit();
}
/** \brief Daten/Status vom LCD lesen.
*
* \param di 1: Daten.
* 0: Status.
*/
static uint8_t ks0108_read(uint8_t di)
{
uint8_t data;
ks0108_data_direction(0);
ks0108_control_di(di);
ks0108_control_rw(1);
ks0108_write_control_bits();
ks0108_control_e(1);
ks0108_write_control_bits();
_NOP();
data = ks0108_read_data();
ks0108_control_e(0);
ks0108_write_control_bits();
return data;
}
/** \brief Daten/Instruktion auf das LCD schreiben.
*
* \param di 1: Daten.
* 0: Instruktion.
*
* \param data Die zu schreibenden Daten.
*/
static void ks0108_write(uint8_t di, uint8_t data)
{
ks0108_control_di(di);
ks0108_control_rw(0);
ks0108_write_control_bits();
ks0108_data_direction(1);
ks0108_write_data(data);
ks0108_control_e(1);
ks0108_write_control_bits();
_NOP();
ks0108_control_e(0);
ks0108_write_control_bits();
}
/** \brief Statusregister des LCD lesen.
*
* \return Gibt den Inhalt des Statusregisters zurueck.
*/
static uint8_t ks0108_req_read_status(void)
{
return ks0108_read(0);
}
/** \brief Warte solange das BUSY bit im LCD status Register
* gesetzt ist.
*/
static void ks0108_busy_wait(void)
{
while (ks0108_req_read_status() & KS0108_STAT_BUSY);
}
/** \brief Kommando an das LCD senden.
*
* \param command Das zu sendende Kommando.
*/
static void ks0108_req_command(uint8_t command)
{
ks0108_busy_wait();
ks0108_write(0, command);
}
/** \brief Daten an das LCD senden.
*
* \param data Die zu sendenden Daten.
*/
static void ks0108_req_write_data(uint8_t data)
{
ks0108_busy_wait();
ks0108_write(1, data);
}
#if 0
/** \brief Daten vom LCD lesen.
*
* \return Gibt die Daten zurueck.
**/
static uint8_t ks0108_req_read_data(void)
{
ks0108_busy_wait();
return ks0108_read(1);
}
#endif
/** \brief LCD Chipselect setzen.
*
* \param nr Zu setzende Chipnummer. 0 oder 1.
*/
static void ks0108_chipselect(uint8_t nr)
{
if (nr == 0)
ks0108_control_cs(1, 0);
else
ks0108_control_cs(0, 1);
}
/** \brief Ein Bitmap auf dem LCD zeichnen.
*
* \param bitmap Das zu zeichnende Bitmap.
* Wenn NULL, dann werden die Pixel geloescht.
*
* \param x Absolute X Startkoordinate auf dem LCD.
*
* \param y Absolute Y Startkoordinate auf dem LCD.
*
* \param width Breite des zu zeichnenden Bereiches.
*
* \param height Hoehe des zu zeichnenden Bereiches.
*/
static void draw_bitmap(const struct bitmap *bitmap,
uint8_t x, uint8_t y,
uint8_t width, uint8_t height)
{
uint8_t xx, yy;
uint8_t current_chip, chip;
uint8_t addr, data = 0;
y /= 8;
height /= 8;
for (yy = y; yy < y + height; yy++) {
current_chip = -1;
for (xx = x; xx < x + width; xx++) {
chip = xx / KS0108_WIDTHPIX_PER_CHIP;
addr = xx % KS0108_WIDTHPIX_PER_CHIP;
if (chip != current_chip) {
current_chip = chip;
ks0108_chipselect(chip);
ks0108_req_command(KS0108_CMD_SETPAGE(yy));
ks0108_req_command(KS0108_CMD_SETADDR(addr));
}
if (bitmap) {
data = *bitmap_column_byte(bitmap,
xx - x, (yy - y) * 8);
}
ks0108_req_write_data(data);
}
}
}
/** \brief Ein Bitmap auf dem LCD zeichnen.
*
* \param bitmap Das zu zeichnende Bitmap.
*
* \param x Absolute X Startkoordinate auf dem LCD.
*
* \param y Absolute Y Startkoordinate auf dem LCD.
*/
void ks0108_draw_bitmap(const struct bitmap *bitmap,
uint8_t x, uint8_t y)
{
draw_bitmap(bitmap, x, y, bitmap->width, bitmap->height);
}
/** \brief LCD initialisieren. */
void ks0108_init(void)
{
uint8_t chip;
/* Pins initialisieren. */
ks0108_pins_init();
ks0108_data_direction(0);
ks0108_control_rst(0);
ks0108_write_control_bits();
ks0108_chipselect(0);
ks0108_control_di(0);
ks0108_control_rw(0);
ks0108_control_e(0);
ks0108_write_control_bits();
_delay_us(10);
/* LCD aus dem RESET Status nehmen. */
ks0108_control_rst(1);
ks0108_write_control_bits();
_delay_us(10);
/* LCD einschalten und Startzeile setzen. */
for (chip = 0; chip < KS0108_NR_CHIPS; chip++) {
ks0108_chipselect(chip);
ks0108_req_command(KS0108_CMD_DISPLAYCTL(1));
ks0108_req_command(KS0108_CMD_STARTLN(0));
}
/* Alle Pixel loeschen. */
draw_bitmap(NULL, 0, 0, KS0108_WIDTH, KS0108_HEIGHT);
}
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