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 "espmissingincludes.h"
  27 #include "max7219.h"
  28 #include "spi.h"
  29
  30 /* This is a small 8x4 font */
  31 #include "font-atari.h"
  32
  33 /* The number of 8x8 displays we have daisy chained together */
  34 #define MAX7219_WIDTH 4
  35
  36 enum max7129_regs {
  37         NOOP = 0,
  38         ROW7 = 1,
  39         ROW6 = 2,
  40         ROW5 = 3,
  41         ROW4 = 4,
  42         ROW3 = 5,
  43         ROW2 = 6,
  44         ROW1 = 7,
  45         ROW0 = 8,
  46         DECODEMODE = 9,
  47         INTENSITY = 10,
  48         SCANLIMIT = 11,
  49         SHUTDOWN = 12,
  50         DISPLAYTEST = 15,
  51 };
  52
  53 struct max7219_ctx {
  54         unsigned int width;
  55         unsigned int cs;
  56         uint8_t buf[8 * MAX7219_WIDTH];
  57 };
  58
  59 /* Runtime context */
  60 static struct max7219_ctx ctx;
  61
  62 static void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_write_reg(uint8_t reg, uint8_t data)
  63 {
  64         int block;
  65
  66         /* Set CS low */
  67         gpio_output_set(0, ctx.cs, ctx.cs, 0);
  68         for (block = 0; block < ctx.width; block++) {
  69                 spi_write(1, &reg);
  70                 spi_write(1, &data);
  71         }
  72         /* Set CS high to latch data into MAX7219 */
  73         gpio_output_set(ctx.cs, 0, ctx.cs, 0);
  74         ets_delay_us(10);
  75 }
  76
  77 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_set_pixel(unsigned int x, unsigned int y,
  78         bool set)
  79 {
  80         unsigned int block;
  81
  82         block = x & 0x38;
  83         x = x & 7;
  84
  85         if (set) {
  86                 ctx.buf[y + block] |= 1 << x;
  87         } else {
  88                 ctx.buf[y + block] &= ~(1 << x);
  89         }
  90 }
  91
  92 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_blit(unsigned int x, unsigned int y,
  93         const uint8_t *data, unsigned int width, unsigned int height)
  94 {
  95         unsigned int block = x & 0x38;
  96         unsigned int left_shift = x & 7;
  97         bool twoblocks = ((left_shift + width) > 8) &&
  98                 ((x + width) < (ctx.width * 8));
  99         unsigned int right_shift;
 100         unsigned int row;
 101
 102         if (block >= (ctx.width << 3)) {
 103                 /* We're off the right hand side; do nothing */
 104                 return;
 105         }
 106
 107         if (twoblocks) {
 108                 if (block > (ctx.width << 3)) {
 109                         /* 2nd block is off the edge; ignore it */
 110                         twoblocks = false;
 111                 } else {
 112                         right_shift = (8 - left_shift);
 113                 }
 114         }
 115
 116         for (row = 0; row < height; row++)
 117         {
 118                 if ((y + row) > 7) {
 119                         break;
 120                 }
 121                 ctx.buf[y + row + block] |= ((data[row] << left_shift) & 0xFF);
 122                 if (twoblocks) {
 123                         ctx.buf[y + row + (block + 8)] |=
 124                                 (data[row] >> right_shift);
 125                 }
 126         }
 127 }
 128
 129 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_clear(void)
 130 {
 131         int i;
 132
 133         for (i = 0; i < ctx.width * 8;i++)
 134                 ctx.buf[i] = 0;
 135 }
 136
 137 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_show(void)
 138 {
 139         int y, block;
 140         uint8_t data[2];
 141
 142         for (y = 0; y < 8; y++) {
 143                 /* Set CS low */
 144                 gpio_output_set(0, ctx.cs, ctx.cs, 0);
 145                 for (block = ctx.width - 1; block >= 0; block--) {
 146                         data[0] = 8 - y;                        /* Row reg */
 147                         data[1] = ctx.buf[y + (block << 3)];    /* Pixel val */
 148                         spi_write(2, data);
 149                 }
 150                 /* Set CS high to latch data into MAX7219 */
 151                 gpio_output_set(ctx.cs, 0, ctx.cs, 0);
 152                 ets_delay_us(10);
 153         }
 154 }
 155
 156 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_print(const char *str)
 157 {
 158         int x = 0;
 159         unsigned char cur;
 160
 161         while ((cur = (unsigned char) *str++) && x < (ctx.width * 8)) {
 162                 if ((cur > 31) && (cur < 127)) {
 163                         cur -= 32;
 164                         max7219_blit(x, 0, font[cur].bitmap,
 165                                 font[cur].width, 8);
 166                         x += font[cur].width + 1;
 167                 }
 168         }
 169 }
 170
 171 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_init(unsigned int cs)
 172 {
 173         ctx.width = MAX7219_WIDTH;
 174         ctx.cs = cs;
 175
 176         max7219_write_reg(SHUTDOWN, 0);
 177         max7219_write_reg(DISPLAYTEST, 0);
 178         max7219_write_reg(SCANLIMIT, 7);
 179         max7219_write_reg(DECODEMODE, 0);
 180         max7219_write_reg(INTENSITY, 0);
 181         max7219_write_reg(SHUTDOWN, 1);
 182
 183         max7219_clear();
 184         max7219_show();
 185 }