max7219.c

   1 /*
   2  * Copyright 2017 Jonathan McDowell <noodles@earth.li>
   3  *
   4  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16  */
  17 #include <stdbool.h>
  18 #include <stdint.h>
  19 #include <stdlib.h>
  20
  21 #include <ets_sys.h>
  22 #include <osapi.h>
  23 #include <os_type.h>
  24 #include <gpio.h>
  25
  26 #include "max7219.h"
  27 #include "spi.h"
  28
  29 /* This is a small 8x4 font */
  30 #include "font-atari.h"
  31
  32 /* The number of 8x8 displays we have daisy chained together */
  33 #define MAX7219_WIDTH 4
  34
  35 enum max7129_regs {
  36         NOOP = 0,
  37         ROW7 = 1,
  38         ROW6 = 2,
  39         ROW5 = 3,
  40         ROW4 = 4,
  41         ROW3 = 5,
  42         ROW2 = 6,
  43         ROW1 = 7,
  44         ROW0 = 8,
  45         DECODEMODE = 9,
  46         INTENSITY = 10,
  47         SCANLIMIT = 11,
  48         SHUTDOWN = 12,
  49         DISPLAYTEST = 15,
  50 };
  51
  52 struct max7219_ctx {
  53         unsigned int width;
  54         unsigned int cs;
  55         uint8_t buf[8 * MAX7219_WIDTH];
  56 };
  57
  58 /* Runtime context */
  59 static struct max7219_ctx ctx;
  60
  61 static void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_write_reg(uint8_t reg, uint8_t data)
  62 {
  63         int block;
  64
  65         /* Set CS low */
  66         gpio_output_set(0, ctx.cs, ctx.cs, 0);
  67         for (block = 0; block < ctx.width; block++) {
  68                 spi_write(1, &reg);
  69                 spi_write(1, &data);
  70         }
  71         /* Set CS high to latch data into MAX7219 */
  72         gpio_output_set(ctx.cs, 0, ctx.cs, 0);
  73         ets_delay_us(10);
  74 }
  75
  76 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_set_pixel(unsigned int x, unsigned int y,
  77         bool set)
  78 {
  79         unsigned int block;
  80
  81         block = x & 0x38;
  82         x = x & 7;
  83
  84         if (set) {
  85                 ctx.buf[y + block] |= 1 << x;
  86         } else {
  87                 ctx.buf[y + block] &= ~(1 << x);
  88         }
  89 }
  90
  91 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_blit(unsigned int x, unsigned int y,
  92         const uint8_t *data, unsigned int width, unsigned int height)
  93 {
  94         unsigned int block = x & 0x38;
  95         unsigned int left_shift = x & 7;
  96         bool twoblocks = ((left_shift + width) > 8) &&
  97                 ((x + width) < (ctx.width * 8));
  98         unsigned int right_shift;
  99         unsigned int row;
 100
 101         if (block >= (ctx.width << 3)) {
 102                 /* We're off the right hand side; do nothing */
 103                 return;
 104         }
 105
 106         if (twoblocks) {
 107                 if (block > (ctx.width << 3)) {
 108                         /* 2nd block is off the edge; ignore it */
 109                         twoblocks = false;
 110                 } else {
 111                         right_shift = (8 - left_shift);
 112                 }
 113         }
 114
 115         for (row = 0; row < height; row++)
 116         {
 117                 if ((y + row) > 7) {
 118                         break;
 119                 }
 120                 ctx.buf[y + row + block] |= ((data[row] << left_shift) & 0xFF);
 121                 if (twoblocks) {
 122                         ctx.buf[y + row + (block + 8)] |=
 123                                 (data[row] >> right_shift);
 124                 }
 125         }
 126 }
 127
 128 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_clear(void)
 129 {
 130         int i;
 131
 132         for (i = 0; i < ctx.width * 8;i++)
 133                 ctx.buf[i] = 0;
 134 }
 135
 136 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_show(void)
 137 {
 138         int y, block;
 139         uint8_t data[2];
 140
 141         for (y = 0; y < 8; y++) {
 142                 /* Set CS low */
 143                 gpio_output_set(0, ctx.cs, ctx.cs, 0);
 144                 for (block = ctx.width - 1; block >= 0; block--) {
 145                         data[0] = 8 - y;                        /* Row reg */
 146                         data[1] = ctx.buf[y + (block << 3)];    /* Pixel val */
 147                         spi_write(2, data);
 148                 }
 149                 /* Set CS high to latch data into MAX7219 */
 150                 gpio_output_set(ctx.cs, 0, ctx.cs, 0);
 151                 ets_delay_us(10);
 152         }
 153 }
 154
 155 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_print(const char *str)
 156 {
 157         int x = 0;
 158         unsigned char cur;
 159
 160         while ((cur = (unsigned char) *str++) && x < (ctx.width * 8)) {
 161                 if ((cur > 31) && (cur < 127)) {
 162                         cur -= 32;
 163                         max7219_blit(x, 0, font[cur].bitmap,
 164                                 font[cur].width, 8);
 165                         x += font[cur].width + 1;
 166                 }
 167         }
 168 }
 169
 170 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_init(unsigned int cs)
 171 {
 172         ctx.width = MAX7219_WIDTH;
 173         ctx.cs = cs;
 174
 175         max7219_write_reg(SHUTDOWN, 0);
 176         max7219_write_reg(DISPLAYTEST, 0);
 177         max7219_write_reg(SCANLIMIT, 7);
 178         max7219_write_reg(DECODEMODE, 0);
 179         max7219_write_reg(INTENSITY, 0);
 180         max7219_write_reg(SHUTDOWN, 1);
 181
 182         max7219_clear();
 183         max7219_show();
 184 }