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 <stdint.h>
  18 #include <stdlib.h>
  19
  20 #include <ets_sys.h>
  21 #include <osapi.h>
  22 #include <os_type.h>
  23 #include <gpio.h>
  24
  25 #include "max7219.h"
  26 #include "spi.h"
  27
  28 /* This is a small 8x4 font */
  29 #include "font-atari.h"
  30
  31 /* The number of 8x8 displays we have daisy chained together */
  32 #define MAX7219_WIDTH 4
  33
  34 enum max7129_regs {
  35         NOOP = 0,
  36         ROW7 = 1,
  37         ROW6 = 2,
  38         ROW5 = 3,
  39         ROW4 = 4,
  40         ROW3 = 5,
  41         ROW2 = 6,
  42         ROW1 = 7,
  43         ROW0 = 8,
  44         DECODEMODE = 9,
  45         INTENSITY = 10,
  46         SCANLIMIT = 11,
  47         SHUTDOWN = 12,
  48         DISPLAYTEST = 15,
  49 };
  50
  51 struct max7219_ctx {
  52         unsigned int width;
  53         unsigned int cs;
  54         uint8_t buf[8 * MAX7219_WIDTH];
  55 };
  56
  57 /* Runtime context */
  58 static struct max7219_ctx ctx;
  59
  60 static void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_write_reg(uint8_t reg, uint8_t data)
  61 {
  62         int block;
  63
  64         /* Set CS low */
  65         gpio_output_set(0, ctx.cs, ctx.cs, 0);
  66         for (block = 0; block < ctx.width; block++) {
  67                 spi_write(1, &reg);
  68                 spi_write(1, &data);
  69         }
  70         /* Set CS high to latch data into MAX7219 */
  71         gpio_output_set(ctx.cs, 0, ctx.cs, 0);
  72         ets_delay_us(10);
  73 }
  74
  75 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_set_pixel(unsigned int x, unsigned int y,
  76         bool set)
  77 {
  78         unsigned int block;
  79
  80         block = x & 0x38;
  81         x = x & 7;
  82
  83         if (set) {
  84                 ctx.buf[y + block] |= 1 << x;
  85         } else {
  86                 ctx.buf[y + block] &= ~(1 << x);
  87         }
  88 }
  89
  90 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_blit(unsigned int x, unsigned int y,
  91         const uint8_t *data, unsigned int width, unsigned int height)
  92 {
  93         unsigned int block = x & 0x38;
  94         unsigned int left_shift = x & 7;
  95         bool twoblocks = ((left_shift + width) > 8) &&
  96                 ((x + width) < (ctx.width * 8));
  97         unsigned int right_shift;
  98         unsigned int row;
  99
 100         if (block >= (ctx.width << 3)) {
 101                 /* We're off the right hand side; do nothing */
 102                 return;
 103         }
 104
 105         if (twoblocks) {
 106                 if (block > (ctx.width << 3)) {
 107                         /* 2nd block is off the edge; ignore it */
 108                         twoblocks = false;
 109                 } else {
 110                         right_shift = (8 - left_shift);
 111                 }
 112         }
 113
 114         for (row = 0; row < height; row++)
 115         {
 116                 if ((y + row) > 7) {
 117                         break;
 118                 }
 119                 ctx.buf[y + row + block] |= ((data[row] << left_shift) & 0xFF);
 120                 if (twoblocks) {
 121                         ctx.buf[y + row + (block + 8)] |=
 122                                 (data[row] >> right_shift);
 123                 }
 124         }
 125 }
 126
 127 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_clear(void)
 128 {
 129         int i;
 130
 131         for (i = 0; i < ctx.width * 8;i++)
 132                 ctx.buf[i] = 0;
 133 }
 134
 135 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_show(void)
 136 {
 137         int y, block;
 138         uint8_t data[2];
 139
 140         for (y = 0; y < 8; y++) {
 141                 /* Set CS low */
 142                 gpio_output_set(0, ctx.cs, ctx.cs, 0);
 143                 for (block = ctx.width - 1; block >= 0; block--) {
 144                         data[0] = 8 - y;                        /* Row reg */
 145                         data[1] = ctx.buf[y + (block << 3)];    /* Pixel val */
 146                         spi_write(2, data);
 147                 }
 148                 /* Set CS high to latch data into MAX7219 */
 149                 gpio_output_set(ctx.cs, 0, ctx.cs, 0);
 150                 ets_delay_us(10);
 151         }
 152 }
 153
 154 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_print(const char *str)
 155 {
 156         int x = 0;
 157         unsigned char cur;
 158
 159         while ((cur = (unsigned char) *str++) && x < (ctx.width * 8)) {
 160                 if ((cur > 31) && (cur < 127)) {
 161                         cur -= 32;
 162                         max7219_blit(x, 0, font[cur].bitmap,
 163                                 font[cur].width, 8);
 164                         x += font[cur].width + 1;
 165                 }
 166         }
 167 }
 168
 169 void ICACHE_FLASH_ATTR max7219_init(unsigned int cs)
 170 {
 171         ctx.width = MAX7219_WIDTH;
 172         ctx.cs = cs;
 173
 174         max7219_write_reg(SHUTDOWN, 0);
 175         max7219_write_reg(DISPLAYTEST, 0);
 176         max7219_write_reg(SCANLIMIT, 7);
 177         max7219_write_reg(DECODEMODE, 0);
 178         max7219_write_reg(INTENSITY, 0);
 179         max7219_write_reg(SHUTDOWN, 1);
 180
 181         max7219_clear();
 182         max7219_show();
 183 }