display: move ST7789 window setup and DMA start into hw_start_dma

2026-06-27 05:42:41 +03:00 · 2026-02-23 13:31:45 +03:00
parent 8b7b91eaad
commit bfb7c3cbd5
1 changed files with 186 additions and 22 deletions
@@ -2,6 +2,10 @@
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <assert.h>
+#include "pico/stdlib.h"
+#include "hardware/spi.h"
+#include "hardware/dma.h"
+#include "hardware/irq.h"


 #ifndef DISPLAY_MAX_BUFFERS
@@ -31,48 +35,208 @@ typedef struct


 static display_context_t ctx;
+static int dma_chan = -1;
+
+#ifndef SPI_PORT
+#define SPI_PORT spi0
+#endif
+
+#ifndef PIN_MOSI
+#define PIN_MOSI 19
+#endif
+
+#ifndef PIN_SCK
+#define PIN_SCK 18
+#endif
+
+#ifndef PIN_CS
+#define PIN_CS 17
+#endif
+
+#ifndef PIN_DC
+#define PIN_DC 22
+#endif
+
+#ifndef PIN_RST
+#define PIN_RST 13
+#endif
+
+#ifndef PIN_BL
+#define PIN_BL 12
+#endif
+
+static inline void st7789_send_command(uint8_t cmd)
+{
+    /* DC=0: передаём байт команды контроллеру дисплея */
+    gpio_put(PIN_DC, 0);
+    gpio_put(PIN_CS, 0);
+    spi_write_blocking(SPI_PORT, &cmd, 1);
+    gpio_put(PIN_CS, 1);
+}
+
+static inline void st7789_send_data_bytes(const uint8_t* data, size_t len)
+{
+    /* DC=1: передаём полезные данные команды */
+    gpio_put(PIN_DC, 1);
+    gpio_put(PIN_CS, 0);
+    spi_write_blocking(SPI_PORT, data, len);
+    gpio_put(PIN_CS, 1);
+}
+
+static inline void st7789_send_data_u8(uint8_t data)
+{
+    st7789_send_data_bytes(&data, 1);
+}
+
+static void display_dma_irq_trampoline(void)
+{
+    display_dma_irq_handler();
+}


 /* ============================================================
-   === Hardware abstraction (to be implemented later)
+   === Абстракция оборудования (реализовать позже)
   ============================================================ */

 static void hw_init(uint16_t width, uint16_t height)
 {
-    /* TODO:
-       - init SPI
-       - init DMA
-       - init Core1 if needed
-       - register DMA IRQ
-    */
+    /* Максимально быстрый SPI для вывода кадров на ST7789 */
+    spi_init(SPI_PORT, 1000 * 100 * 625); /* 62.5 MHz */
+    spi_set_format(
+        SPI_PORT,
+        8,
+        SPI_CPOL_0,
+        SPI_CPHA_0,
+        SPI_MSB_FIRST
+    );
+
+    /* Линии данных SPI */
+    gpio_set_function(PIN_MOSI, GPIO_FUNC_SPI);
+    gpio_set_function(PIN_SCK, GPIO_FUNC_SPI);
+
+    /* Управляющие пины дисплея */
+    gpio_init(PIN_CS);
+    gpio_init(PIN_DC);
+    gpio_init(PIN_RST);
+    gpio_init(PIN_BL);
+    gpio_set_dir(PIN_CS, GPIO_OUT);
+    gpio_set_dir(PIN_DC, GPIO_OUT);
+    gpio_set_dir(PIN_RST, GPIO_OUT);
+    gpio_set_dir(PIN_BL, GPIO_OUT);
+
+    gpio_put(PIN_CS, 1);
+    gpio_put(PIN_DC, 1);
+    gpio_put(PIN_BL, 0);
+
+    /* Аппаратный reset дисплея */
+    gpio_put(PIN_RST, 0);
+    sleep_ms(50);
+    gpio_put(PIN_RST, 1);
+    sleep_ms(50);
+
+    st7789_send_command(0x01); /* SWRESET: программный сброс */
+    sleep_ms(150);
+    st7789_send_command(0x11); /* SLPOUT: выход из sleep mode */
+    sleep_ms(150);
+
+    st7789_send_command(0x36); /* MADCTL: ориентация/порядок осей и RGB/BGR */
+    st7789_send_data_u8(0b10100000); /* Параметр из рабочей версии Thread.c */
+
+    st7789_send_command(0x3A); /* COLMOD: формат пикселя */
+    st7789_send_data_u8(0x55); /* 16 бит на пиксель (RGB565) */
+
+    {
+        uint16_t x_end = (width > 0) ? (uint16_t)(width - 1u) : 0u;
+        uint16_t y_end = (height > 0) ? (uint16_t)(height - 1u) : 0u;
+        uint8_t window[4];
+
+        /* Окно вывода по X: [0 .. width-1] */
+        st7789_send_command(0x2A); /* CASET: Column Address Set */
+        window[0] = 0x00;
+        window[1] = 0x00;
+        window[2] = (uint8_t)(x_end >> 8);
+        window[3] = (uint8_t)x_end;
+        st7789_send_data_bytes(window, sizeof(window));
+
+        /* Окно вывода по Y: [0 .. height-1] */
+        st7789_send_command(0x2B); /* RASET: Row Address Set */
+        window[2] = (uint8_t)(y_end >> 8);
+        window[3] = (uint8_t)y_end;
+        st7789_send_data_bytes(window, sizeof(window));
+    }
+
+    /* DMA -> SPI TX, чтобы выгружать кадр без участия CPU */
+    dma_chan = dma_claim_unused_channel(true);
+    dma_channel_config c = dma_channel_get_default_config((uint)dma_chan);
+    channel_config_set_transfer_data_size(&c, DMA_SIZE_8); /* SPI в режиме 8 бит */
+    channel_config_set_read_increment(&c, true);           /* читать массив буфера */
+    channel_config_set_write_increment(&c, false);         /* писать в один регистр SPI DR */
+    channel_config_set_dreq(&c, spi_get_dreq(SPI_PORT, true)); /* Тактирование от готовности SPI TX */
+
+    dma_channel_configure(
+        (uint)dma_chan,
+        &c,
+        &spi_get_hw(SPI_PORT)->dr, /* куда пишем: SPI data register */
+        NULL,
+        0,
+        false
+    );
+
+    /* Прерывание по окончанию DMA-передачи кадра */
+    dma_channel_set_irq0_enabled((uint)dma_chan, true);
+    irq_set_exclusive_handler(DMA_IRQ_0, display_dma_irq_trampoline);
+    irq_set_enabled(DMA_IRQ_0, true);
+
+    st7789_send_command(0x21); /* INVON: включить инверсию (как в старом коде) */
+    st7789_send_command(0x29); /* DISPON: включить дисплей */
+    gpio_put(PIN_BL, 1);
 }

 static void hw_start_dma(uint16_t* buffer, size_t pixel_count)
 {
-    /* TODO:
-       - assert dma not active at HW level
-       - assert CS low
-       - configure DMA transfer
-       - start transfer
-    */
+    uint16_t x_end = (ctx.width > 0) ? (uint16_t)(ctx.width - 1u) : 0u;
+    uint16_t y_end = (ctx.height > 0) ? (uint16_t)(ctx.height - 1u) : 0u;
+    uint8_t window[4];

-    (void)buffer;
-    (void)pixel_count;
+    st7789_send_command(0x2A); /* CASET: Column Address Set */
+    window[0] = 0x00;
+    window[1] = 0x00;
+    window[2] = (uint8_t)(x_end >> 8);
+    window[3] = (uint8_t)x_end;
+    st7789_send_data_bytes(window, sizeof(window));
+
+    st7789_send_command(0x2B); /* RASET: Row Address Set */
+    window[2] = (uint8_t)(y_end >> 8);
+    window[3] = (uint8_t)y_end;
+    st7789_send_data_bytes(window, sizeof(window));
+
+    st7789_send_command(0x2C); /* RAMWR: Memory Write */
+
+    /* DC=1 и CS=0 перед непрерывной DMA-передачей буфера */
+    gpio_put(PIN_DC, 1);
+    gpio_put(PIN_CS, 0);
+
+    dma_channel_set_read_addr((uint)dma_chan, buffer, false);
+    dma_channel_set_trans_count((uint)dma_chan, pixel_count * sizeof(uint16_t), true);
 }

 static void hw_raise_cs(void)
 {
-    /* TODO: raise chip select */
+    gpio_put(PIN_CS, 1);
 }


 /* ============================================================
-   === DMA IRQ handler (must be wired to real IRQ later)
+   === Обработчик DMA IRQ (позже подключить к реальному IRQ)
   ============================================================ */

 void display_dma_irq_handler(void)
 {
-    /* TODO: clear DMA interrupt flag */
+    if (dma_chan >= 0)
+    {
+        /* Сбрасываем флаг IRQ у текущего DMA-канала */
+        dma_hw->ints0 = 1u << (uint)dma_chan;
+    }

    hw_raise_cs();

@@ -82,7 +246,7 @@ void display_dma_irq_handler(void)


 /* ============================================================
-   === Public API
+   === Публичный API
   ============================================================ */

 void display_init(const display_config_t* cfg)
@@ -129,7 +293,7 @@ uint16_t* display_get_draw_buffer(void)
    {
        while (ctx.dma_busy)
        {
-            /* busy wait */
+            /* активное ожидание */
        }
    }

@@ -208,7 +372,7 @@ void display_wait(void)
 {
    while (ctx.dma_busy)
    {
-        /* busy wait */
+        /* активное ожидание */
    }
 }

@@ -226,4 +390,4 @@ void display_poll(void)
            ctx.frame_done_cb();
        }
    }
-}
+}