This library is for Arduino TFT LCD Screen module.(for new LCD driver IC)
Dependents: ArduinoTFTLCDScreenSample_SPI18TFT
Fork of ST7735_TFT by
いきさつ
Arduino TFT LCD ScreenというLCD moduleをmbedで使用しました。(module詳細 switch science web)
このLCD moduleのLCD driver ICはST7735 ですが、複数のバージョンがあり、libraryとICのバージョンが合わないと正常に表示しません。
mbedにはこのICに対応したlibrary(ST7735_TFT)がありますが、私が入手したLCD moduleではICの種類が違うためか正常に動作しませんでした。幸い、switch scienceのwebにarduino用の対応libraryがあったので、これを元にmbedのlibrary(ST7735_TFT)に移植しました。
libraryの移植
移植元のArduino library
移植元はswitch science webにある置き換え用TFTライブラリ(Arduino IDE1.0.5用)を使用します。このファイルを解凍してできる、"Adfruit_ST7735.cpp"の230行目以降のGcmd[]配列が該当するdriver ICの設定データになります。
Adfruit_ST7735.cpp
・ ・ ・ Gcmd[] = { // Initialization commands for 7735B screens 19, // 18 commands in list: ST7735_SWRESET, DELAY, // 1: Software reset, no args, w/delay 50, // 50 ms delay ST7735_SLPOUT , DELAY, // 2: Out of sleep mode, no args, w/delay 100, // 255 = 500 ms delay 0x26 , 1, // 3: Set default gamma 0x04, // 16-bit color 0xb1, 2, // 4: Frame Rate 0x0b, 0x14, 0xc0, 2, // 5: VRH1[4:0] & VC[2:0] 0x08, 0x00, 0xc1, 1, // 6: BT[2:0] 0x05, 0xc5, 2, // 7: VMH[6:0] & VML[6:0] 0x41, 0x30, 0xc7, 1, // 8: LCD Driving control 0xc1, 0xEC, 1, // 9: Set pumping color freq 0x1b, 0x3a , 1 + DELAY, // 10: Set color format 0x55, // 16-bit color 100, 0x2a, 4, // 11: Set Column Address 0x00, 0x00, 0x00, 0x7f, 0x2b, 4, // 12: Set Page Address 0x00, 0x00, 0x00, 0x9f, 0x36, 1, // 12+1: Set Scanning Direction 0xc8, 0xb7, 1, // 14: Set Source Output Direciton 0x00, 0xf2, 1, // 15: Enable Gamma bit 0x00, 0xe0, 15 + DELAY, // 16: magic 0x28, 0x24, 0x22, 0x31, 0x2b, 0x0e, 0x53, 0xa5, 0x42, 0x16, 0x18, 0x12, 0x1a, 0x14, 0x03, 50, 0xe1, 15 + DELAY, // 17: more magic 0x17, 0x1b, 0x1d, 0x0e, 0x14, 0x11, 0x2c, 0xa5, 0x3d, 0x09, 0x27, 0x2d, 0x25, 0x2b, 0x3c, 50, ST7735_NORON , DELAY, // 17: Normal display on, no args, w/delay 10, // 10 ms delay ST7735_DISPON , DELAY, // 18: Main screen turn on, no args, w/delay 255 }; // 255 = 500 ms delay ・ ・ ・
移植先のmbed library
移植先となるmbed libraryはST7735_TFT libraryとなります。この中のST7735_TFT.cppのtft_reset() にIC設定データを追加します。追加したコードを区別するため"ST7735B"というdefine定義で条件コンパイルするようにしました。
追加したコードの最後にある"switch(orientation)"の節はarduinoのlibraryにはなく、mbedのlibraryから修正したものです。
ST7735_TFT.cpp
・ ・ ・ void ST7735_TFT::tft_reset() { static unsigned short driverCode; // init SPI _spi.format(8,3); // 8 bit spi mode 3 _spi.frequency(16000000); // 16Mhz SPI clock ... 15Mhz is maximum for display, but it seems to work // reset exactly like in Arduino version _cs = 0; _reset = 1; // reset wait_ms(500); _reset = 0; // reset wait_ms(500); _reset = 1; // reset wait_ms(500); #ifdef ST7735B //@ss /* Start Initial Sequence ----------------------------------------------------*/ wr_cmd(ST7735_SWRESET); /* SW Reset */ wait_ms(150); wr_cmd(ST7735_SLPOUT); /* Out of sleepmode */ wait_ms(500); wr_cmd(0x26); // 3: Set default gamma wr_dat(0x04); // 16-bit color wr_cmd(ST7735_FRMCTR1); /*4 Frame rate in normal mode */ wr_dat(0x0b); wr_dat(0x14); wr_cmd(0xc0); // 5 POWER CONTROL 1 wr_dat(0x08); wr_dat(0x00); wr_cmd(0xc1); // 6 POWER CONTROL 2 wr_dat(0x05); wr_cmd(0xC5); // POWER CONTROL 6 wr_dat(0x41); // wr_dat(0x30); wr_cmd(0xc7); // 8:LCD Driving control wr_dat(0xc1); wr_cmd(0xec); // 9:Set color format wr_dat(0x1b); // 16-bit color wr_cmd(0x3A); // COLOR MODE wr_dat(0x55); // wait_ms(100); wr_cmd(0x2a); // 11 COLUMN ADDR SET wr_dat(0x00); // wr_dat(0x00); // xstart = 0 wr_dat(0x00); // wr_dat(0x7F); // xend = 127 wr_cmd(0x2b); // ROW ADDR SET wr_dat(0x00); // wr_dat(0x00); // ystart = 0 wr_dat(0x00); // wr_dat(0x9F); // yend = 159 wr_cmd(0x36); // 13 Set Scanning Direction wr_dat(0xc8); wr_cmd(0xb7); // 14 Set Source Output Direction wr_dat(0x00); /* Gamma settings -----------------------------------------------------------*/ wr_cmd(0xE0); // GMCTRP1 wr_dat(0x28); wr_dat(0x24); wr_dat(0x22); wr_dat(0x31); wr_dat(0x2b); wr_dat(0x0e); wr_dat(0x53); wr_dat(0xa5); wr_dat(0x42); wr_dat(0x16); wr_dat(0x18); wr_dat(0x12); wr_dat(0x1a); wr_dat(0x14); wr_dat(0x03); wait_ms(50); wr_cmd(0xE1); // GMCTRN1 wr_dat(0x17); wr_dat(0x1b); wr_dat(0x1d); wr_dat(0x0e); wr_dat(0x14); wr_dat(0x11); wr_dat(0x2c); wr_dat(0xa5); wr_dat(0x3d); wr_dat(0x09); wr_dat(0x27); wr_dat(0x2d); wr_dat(0x25); wr_dat(0x2b); wr_dat(0x3c); wait_ms(50); wr_cmd(0x13); // 18 Normal display on no args. wait_ms(10); wr_cmd(0x29); // 19 Main screen turn on, no args.normal display on wait_ms(500); switch (orientation) { case 0: wr_reg(0x36, 0x0008); //originalでの0xc8は間違いで、ST7735_MADCTL(0x36)ではないか break; case 1: wr_reg(0x36, 0x0068); break; case 2: wr_reg(0x36, 0x00C8); break; case 3: wr_reg(0x36, 0x00A8); break; } #else //@ss ~ST7735B (original) /* Start Initial Sequence ----------------------------------------------------*/ wr_cmd(ST7735_SWRESET); /* SW Reset */ wait_ms(150); wr_cmd(ST7735_SLPOUT); /* Out of sleepmode */ wait_ms(500); ・ ・ ・
mbed library自体の修正
上記のdriver IC設定値の修正だけでは、LCDの表示領域がずれるなどの不具合がありました。この修正も行います。この不具合の原因が、driver ICの種類の違いよるものなのか、コードそのものの不具合なのかはわかりません。
修正コードは"@ss"のコメントをつけた行になります。
1.driver ICへの画像データバッファアドレス指示の修正
pixel()関数で使用しているwindow()関数の引数が間違っています。元のコードは、終点のx,yが絶対座標形式のようになっていますが、視点からの相対座標を設定しないといけません。
ST7735_TFT.cpp
・ ・ ・ void ST7735_TFT::pixel(int x, int y, int color) { if ((x >= width()) || (y >= height())) return; window(x,y,1,1); //@ss //@ss window(x,y,x+1,y+1); // setup for data ・ ・ ・
2.window()関数の座標原点のずれ
driver ICの仕様かもしれませんが、driver ICの画像データバッファの原点が、x=2, y=1となっています。このlibraryで使用される原点はx=0, y=0なので、offsetを追加します。
ST7735_TFT.cpp
・ ・ ・ void ST7735_TFT::window (unsigned int x, unsigned int y, unsigned int w, unsigned int h) { //@ss なぜか CASET(X軸)で2, RASET(Y軸)で1 が最小値になっており、これがLCDDisplayのx,y原点になっていない(LCDの原点を設定するためには(-2,-1)を指示する必要がある //@ss プログラム上はLCD原点を0,0にするために、この関数でoffsetをかける。 x-=2; //@ss y-=1; //@ss wr_cmd(ST7735_CASET); // column addr set wr_dat(0x00); ・ ・ ・
3.端子定義処理での"orientation"変数の初期値設定タイミングの変更
"ST7735_TFT()"関数内の"orientation"変数の初期値設定がtft_reset()の後になっていますが、tft_reset()内でこの変数を使用しているので、tft_reset()実行前に、変数値を設定する必要があります。
ST7735_TFT.cpp
・ ・ ・ ST7735_TFT::ST7735_TFT(PinName mosi, PinName miso, PinName sclk, PinName cs, PinName rs, PinName reset, const char *name) : _spi(mosi, miso, sclk), _cs(cs), _rs(rs), _reset(reset),GraphicsDisplay(name) { orientation = 1; //@ss tft_reset(); //@ss orientation = 2; char_x = 0; ・ ・ ・
補足:LCD 表示原点の設定
今回使用したmoduleのLCDは160*128ピクセルのものです。画像データの送信によって、x,y軸を入れ替える(横長、縦長)ことができます。これを設定するのが、上記"3"のorientation変数になります。この変数は"set_orientation()"関数の引数として与えることで変更することができます。引数は0,1,2,3となります。
<縦横選択>
0,2 : 縦長(x=0-127, y=0-159)
1,3 : 横長(x=0-159, y=0-127)
<縦(y軸)座標値増加方向>
0,1を基準にした場合、2,3は上下が逆転する
<表示例>
orientation = 0
orientation = 1
orientation =2
orientation=3
以上
Diff: ST7735_TFT.h
- Revision:
- 0:246f2fb5be59
- Child:
- 2:9a62e159e30c
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/ST7735_TFT.h Sun Dec 11 21:05:52 2011 +0000 @@ -0,0 +1,411 @@ +/* mbed library for 128*160 pixel display TFT based on ST7735 LCD Controller + * ST7735 specific routines (initialization, window addressing, pixel output) + * Copyright (c) 2011 Jonne Valola + * + * WARNING !! WORK IN PROGRESS !!! + * + * Graphics routines and SPI routines derived work used with permission from: + * mbed library for 240*320 pixel display TFT based on HX8347D LCD Controller + * Copyright (c) 2011 Peter Drescher - DC2PD + * + * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR + * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, + * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE + * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER + * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, + * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN + * THE SOFTWARE. + */ + +#ifndef MBED_ST7735_TFT_H +#define MBED_ST7735_TFT_H + +#include "mbed.h" +#include "GraphicsDisplay.h" + +#define RGB(r,g,b) (((r&0xF8)<<8)|((g&0xFC)<<3)|((b&0xF8)>>3)) //5 red | 6 green | 5 blue + +/*define ST7735 Commands */ + +#define ST7735_NOP 0x0 +#define ST7735_SWRESET 0x01 +#define ST7735_RDDID 0x04 +#define ST7735_RDDST 0x09 + +#define ST7735_SLPIN 0x10 +#define ST7735_SLPOUT 0x11 +#define ST7735_PTLON 0x12 +#define ST7735_NORON 0x13 + +#define ST7735_INVOFF 0x20 +#define ST7735_INVON 0x21 +#define ST7735_DISPOFF 0x28 +#define ST7735_DISPON 0x29 +#define ST7735_CASET 0x2A +#define ST7735_RASET 0x2B +#define ST7735_RAMWR 0x2C +#define ST7735_RAMRD 0x2E + +#define ST7735_COLMOD 0x3A +#define ST7735_MADCTL 0x36 + + +#define ST7735_FRMCTR1 0xB1 +#define ST7735_FRMCTR2 0xB2 +#define ST7735_FRMCTR3 0xB3 +#define ST7735_INVCTR 0xB4 +#define ST7735_DISSET5 0xB6 + +#define ST7735_PWCTR1 0xC0 +#define ST7735_PWCTR2 0xC1 +#define ST7735_PWCTR3 0xC2 +#define ST7735_PWCTR4 0xC3 +#define ST7735_PWCTR5 0xC4 +#define ST7735_VMCTR1 0xC5 + +#define ST7735_RDID1 0xDA +#define ST7735_RDID2 0xDB +#define ST7735_RDID3 0xDC +#define ST7735_RDID4 0xDD + +#define ST7735_PWCTR6 0xFC + +#define ST7735_GMCTRP1 0xE0 +#define ST7735_GMCTRN1 0xE1 + +/* some RGB color definitions */ +#define Black 0x0000 /* 0, 0, 0 */ +#define Navy 0x000F /* 0, 0, 128 */ +#define DarkGreen 0x03E0 /* 0, 128, 0 */ +#define DarkCyan 0x03EF /* 0, 128, 128 */ +#define Maroon 0x7800 /* 128, 0, 0 */ +#define Purple 0x780F /* 128, 0, 128 */ +#define Olive 0x7BE0 /* 128, 128, 0 */ +#define LightGrey 0xC618 /* 192, 192, 192 */ +#define DarkGrey 0x7BEF /* 128, 128, 128 */ +#define Blue 0x001F /* 0, 0, 255 */ +#define Green 0x07E0 /* 0, 255, 0 */ +#define Cyan 0x07FF /* 0, 255, 255 */ +#define Red 0xF800 /* 255, 0, 0 */ +#define Magenta 0xF81F /* 255, 0, 255 */ +#define Yellow 0xFFE0 /* 255, 255, 0 */ +#define White 0xFFFF /* 255, 255, 255 */ +#define Orange 0xFD20 /* 255, 165, 0 */ +#define GreenYellow 0xAFE5 /* 173, 255, 47 */ + +class ST7735_TFT : public GraphicsDisplay { + public: + + /** Create a ST7735_TFT object connected to SPI and three pins. ST7735 requires rs pin to toggle between data/command + * + * @param mosi,miso,sclk SPI + * @param cs pin connected to CS of display (called SS for 'Slave Select' in ST7735 datasheet) + * @param rs pin connected to RS of display (called D/CX in ST7735 datasheet) + * @param reset pin connected to RESET of display + * + */ + ST7735_TFT(PinName mosi, PinName miso, PinName sclk, PinName cs, PinName rs, PinName reset,const char* name ="TFT"); + + /** Get the width of the screen in pixel + * + * @param + * @returns width of screen in pixel + * + */ + virtual int width(); + + /** Get the height of the screen in pixel + * + * @returns height of screen in pixel + * + */ + virtual int height(); + + /** Draw a pixel at x,y with color + * + * @param x horizontal position + * @param y vertical position + * @param color 16 bit pixel color + */ + virtual void pixel(int x, int y, int colour); + + /** Get colour of pixel at x,y + * + * @param x horizontal position + * @param y vertical position + */ + + int getpixel(unsigned int x, unsigned int y); + + /** draw a circle + * + * @param x0,y0 center + * @param r radius + * @param color 16 bit color * + * + */ + + void circle(int x, int y, int r, int colour); + + /** draw a filled circle + * + * @param x0,y0 center + * @param r radius + * @param color 16 bit color * + * + * use circle with different radius, + * can miss some pixel + */ + void fillcircle(int x, int y, int r, int colour); + + /** draw a 1 pixel line + * + * @param x0,y0 start point + * @param x1,y1 stop point + * @param color 16 bit color + * + */ + void line(int x0, int y0, int x1, int y1, int colour); + + /** draw a rect + * + * @param x0,y0 top left corner + * @param x1,y1 down right corner + * @param color 16 bit color + * * + */ + void rect(int x0, int y0, int x1, int y1, int colour); + + /** draw a filled rect + * + * @param x0,y0 top left corner + * @param x1,y1 down right corner + * @param color 16 bit color + * + */ + void fillrect(int x0, int y0, int x1, int y1, int colour); + + /** setup cursor position + * + * @param x x-position (top left) + * @param y y-position + */ + void locate(int x, int y); + + /** Fill the screen with _backgroun color + * + */ + virtual void cls (void); + + /** calculate the max number of char in a line + * + * @returns max columns + * depends on actual font size + * + */ + int columns(void); + + /** calculate the max number of columns + * + * @returns max column + * depends on actual font size + * + */ + int rows(void); + + /** put a char on the screen + * + * @param value char to print + * @returns printed char + * + */ + int _putc(int value); + + /** draw a character on given position out of the active font to the TFT + * + * @param x x-position of char (top left) + * @param y y-position + * @param c char to print + * + */ + virtual void character(int x, int y, int c); + + /** paint a bitmap on the TFT + * + * @param x,y : upper left corner + * @param w width of bitmap + * @param h high of bitmap + * @param *bitmap pointer to the bitmap data + * + * bitmap format: 16 bit R5 G6 B5 + * + * use Gimp to create / load , save as BMP, option 16 bit R5 G6 B5 + * use winhex to load this file and mark data stating at offset 0x46 to end + * use edit -> copy block -> C Source to export C array + * paste this array into your program + * + * define the array as static const unsigned char to put it into flash memory + * cast the pointer to (unsigned char *) : + * tft.Bitmap(10,40,309,50,(unsigned char *)scala); + */ + void Bitmap(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int w, unsigned int h,unsigned char *bitmap); + + + /** paint a 16 bit BMP from local filesytem on the TFT (slow) + * + * @param x,y : upper left corner + * @param *Name_BMP name of the BMP file + * @returns 1 if bmp file was found and painted + * @returns -1 if bmp file was found not found + * @returns -2 if bmp file is not 16bit + * @returns -3 if bmp file is to big for screen + * @returns -4 if buffer malloc go wrong + * + * bitmap format: 16 bit R5 G6 B5 + * + * use Gimp to create / load , save as BMP, option 16 bit R5 G6 B5 + * copy to internal file system + * + */ + + int BMP_16(unsigned int x, unsigned int y, const char *Name_BMP); + + /** Read an area from the LCD RAM to MCU RAM + * + * @param x,y : upper left corner + * @param w width of bitmap + * @param h high of bitmap + * @param *buffer pointer to the buffer + */ + + void read_area(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int w, unsigned int h,unsigned char *buffer); + + /** select the font to use + * + * @param f pointer to font array + * + * font array can created with GLCD Font Creator from http://www.mikroe.com + * you have to add 4 parameter at the beginning of the font array to use: + * - the number of byte / char + * - the vertial size in pixel + * - the horizontal size in pixel + * - the number of byte per vertical line + * you also have to change the array to char[] + * + */ + void set_font(unsigned char* f); + + /** Set the orientation of the screen + * x,y: 0,0 is always top left + * + * @param o direction to use the screen (0-3) 90� Steps + * + */ + void set_orientation(unsigned int o); + + SPI _spi; + DigitalOut _cs; + DigitalOut _rs; + DigitalOut _reset; + unsigned char* font; + +protected: + + /** draw a horizontal line + * + * @param x0 horizontal start + * @param x1 horizontal stop + * @param y vertical position + * @param color 16 bit color + * + */ + void hline(int x0, int x1, int y, int colour); + + /** draw a vertical line + * + * @param x horizontal position + * @param y0 vertical start + * @param y1 vertical stop + * @param color 16 bit color + */ + void vline(int y0, int y1, int x, int colour); + + /** Set draw window region + * + * @param x horizontal position + * @param y vertical position + * @param w window width in pixel + * @param h window height in pixels + */ + void window (unsigned int x, unsigned int y, unsigned int w, unsigned int h); + + /** Set draw window region to whole screen + * + */ + void WindowMax (void); + + /** Init the ST7735 controller + * + */ + void tft_reset(); + + /** Write data to the LCD controller + * + * @param dat data written to LCD controller + * + */ + void wr_dat(int value); + + /** Write a command the LCD controller + * + * @param cmd: command to be written + * + */ + void wr_cmd(int value); + + /** Start data sequence to the LCD controller + * + */ + void wr_dat_start(); + + /** Stop of data writing to the LCD controller + * + */ + void wr_dat_stop(); + + /** write data to the LCD controller + * + * @param data to be written + * * + */ + void wr_dat_only(unsigned short dat); + + /** Read data from the LCD controller + * + * @returns data from LCD controller + * + */ + unsigned short rd_dat(void); + + /** Write a value to the to a LCD register + * + * @param reg register to be written + * @param val data to be written + */ + void wr_reg (unsigned char reg, unsigned short val); + + /** Read a LCD register + * + * @param reg register to be read + * @returns value of the register + */ + unsigned short rd_reg (unsigned char reg); + + unsigned int orientation; + unsigned int char_x; + unsigned int char_y; + + +}; + +#endif