how to use ZY-FGD1442701V1 with mbed

aitendoの正方形LCDをmbedで駆動させる
!
ZY-FGD1442701V1(ST7735S搭載版)
Kei Yoshimura (@9SQ)

ZY-FGD1442701V1 (ST7735S)
• 1.44インチTFT液晶モジュール
• 解像度：128x128
• コントローラチップ：ST7735S
• 表示領域：26.496×25.4976mm
• 接続インターフェース：8bitパラレル
• 0.8mmピッチ27ピンFPC
• http://www.aitendo.com/product/1621
→データシート、初期化コードあり!
!
ST7735搭載版は販売終了!
→非S版とS版でコマンドに変更あり

LCD_Write_CMD(0xE0); // Gamma Adjustment (+Polarity)
LCD_Write_Data(0x03);
LCD_Write_Data(0x1B);
LCD_Write_Data(0x0E);
LCD_Write_Data(0x2D);
LCD_Write_Data(0x2C);
LCD_Write_CMD(0xE1); // Gamma Adjustment (-Polarity)
LCD_Write_Data(0x10); !
LCD_Write_CMD(0x3A); // Interface Pixel Format
LCD_Write_Data(0x05); // 16-bit/pixel !
LCD_Write_CMD(0x2A); // Column Address Set
LCD_Write_CMD(0x2B); // Row Address Set
wait_ms(100);
LCD_Write_CMD(0x2C); // Memory Write
}
aitendoが公開している初期化コードを
ベースに若干の変更・追加 (+コメント) 初期化
void LCD_Init(void)
{
LCD_Reset(); !
LCD_Write_CMD(0xB1); // In Normal Mode(Full Colors) Frame rate 80Hz
LCD_Write_CMD(0xB2); // In Idle Mode(8-colors)
LCD_Write_CMD(0xB3); // In Partial Mode + Full Colors
LCD_Write_CMD(0xB4); // Dot Inversion Control
LCD_Write_Data(0x03); // Inversion setting in Idle mode and full Colors partial mode !
LCD_Write_CMD(0xC0); // Power Control Setting (GVDD Voltage)
LCD_Write_Data(0xA2); // AVDD=5, GVDD=4.6
LCD_Write_Data(0x02); // VGCL=-4.6
LCD_Write_Data(0x84); // MODE=AUTO !
LCD_Write_CMD(0xC1); // Power Control Setting (VGH/VGL Voltage)
LCD_Write_Data(0xC5); // VGH and VGL supply power level = 2.4, VGL=-10, VGH=3*AVDD-0.5 !
LCD_Write_CMD(0xC2); // In Normal Mode(Full Colors) APA/DCA
LCD_Write_Data(0x0D); // SAP=Small, AP=Large
LCD_Write_Data(0x00); // Clock frequency for Booster circuit/1,/3,/1,/1,/1 !
LCD_Write_CMD(0xC3); // In Idle Mode(8-colors) APA/DCA
LCD_Write_Data(0xEA); !
LCD_Write_CMD(0xC4); // In Partial Mode(Full Colors) APA/DCA
LCD_Write_Data(0xEE); !
LCD_Write_CMD(0xC5); // VCOM
LCD_Write_Data(0x05); // -0.55 !
LCD_Write_CMD(0x36); // Memory Data Access Control
LCD_Write_Data(0x48); // MX, RGB mode (Row Address Order, RGB color filter panel)

コマンド・データ送信、リセット
void LCD_Write_CMD(unsigned char cmd)
{
CS0=0;
RD=1;
CD=0;
P1=cmd;
WR=0;
WR=1;
CS0=1;
}
!
void LCD_Write_Data(unsigned char d)
{
CS0=0;
RD=1;
CD=1;
P1=d;
WR=0;
WR=1;
CS0=1;
}
!
void LCD_Reset(void)
{
RSTB=1;
wait_ms(1);
RSTB=0;
wait_ms(1);
RSTB=1;
wait_ms(120);
LCD_Write_CMD(0x11); // Sleep Out and Booster On
wait_ms(120);
}
RSTB
CS0
CD
RD
WR
RSTB

8-bit Data Bus for 16-bit/Pixel!
(RGB 5-6-5-bit Input)!
65535色 (16bitカラー)
128px
128px

LCD_Write_CMD(0x3A); // Interface Pixel Format
LCD_Write_Data(0x05); // 16-bit/pixel
LCD_Write_CMD(0x2A); // Column Address Set
LCD_Write_CMD(0x2B); // Row Address Set
※図は132×132ドットの場合
Y：02h,81h = 128列!
X：01h,80h = 128行

• BusOut (pin10-17)
main.cpp
BusOut P1(p17, p16, p15, p14, p13, p12, p11, p10);
DigitalOut CS0(p21);
DigitalOut CD(p22);
DigitalOut RD(p23);
DigitalOut WR(p24);
DigitalOut RSTB(p25);
!
LocalFileSystem local("local");
描画速度：669ms → 遅い
　→LocalFileSystem(内蔵Flash)からのfreadが遅い

MicroSDを買ったら付いてくる
アダプタにL型ピンヘッダをはんだづけ

• BusOut (pin10-17)
main.cpp
BusOut P1(p17, p16, p15, p14, p13, p12, p11, p10);
DigitalOut CS0(p21);
DigitalOut CD(p22);
DigitalOut RD(p23);
DigitalOut WR(p24);
DigitalOut RSTB(p25);
!
SDFileSystem sd(p5, p6, p7, p8, "sd");
!
SDHCFileSystem.cpp #230
_spi.frequency(32000000); //32MHz
描画速度：230ms → 3倍くらい高速化
　→SDFileSystem(SDカード)からのfreadが高速
　　(SPI 32MHz)

もっと高速に描画したい
1. アクセス回数と処理を減らす
2. RAMに画像を全て展開して書き込み
Bitmap画像のサイズ＝32KBくらい
mbed1768のRAMサイズ＝32KB
(USB/Ethernetの予約分まで拡張すると64KB)
3. ポートレジスタに直接アクセス
ちょっと
厳しい？

アクセス回数と処理を減らして描画高速化
・1Byte(8bit)ずつ　bmp555形式　128×128×2＝32768回アクセス235ms
unsigned short pixel;
!
for (i=0; i<128*128; i++) {
fread(&pixel, 2, 1, fp);
LCD_Write_Data((unsigned char)((pixel & 0xFFFF) >> 8));
LCD_Write_Data((unsigned char)pixel);
}
unsigned short pixel[128];
!
for (i=0; i<128; i++) {
fread(&pixel, 2, 128, fp);
for(j=0; j<128; j++) {
LCD_Write_Data((unsigned char)((pixel & 0xFFFF) >> 8));
LCD_Write_Data((unsigned char)pixel);
}
}
約91%
215ms
185ms
・1pixel(16bit)ずつ　bmp565形式　128×128＝16384回アクセス
・1行(16bit×128＝256Byte)ずつ　bmp565形式　128回アクセス
約86%
↓コントローラの形式に合わせることで処理を減らす

• PortOut (pin30,29,8,7,6,5,28,27)
• port0の使用!
http://developer.mbed.org/users/nxp_ip/notebook/parallel-bus-access/
PortOut P0(Port0, 0x00000FF0);
さらに高速化するために
ポートレジスタを直接叩く※
8bit連続で出ている
31 15 0
27 28 5 6 7 8 29 30
※厳密にはPortOutでも間に処理入ってるので“直接”ではない

void LCD_Write_CMD(unsigned char a)
{
CS0=0;
RD=1;
CD=0;
P0=(unsigned)a<<4;
WR=0;
WR=1;
CS0=1;
}
!
void LCD_Write_Data(unsigned char b)
{
CS0=0;
RD=1;
CD=1;
P0=(unsigned)b<<4;
WR=0;
WR=1;
CS0=1;
}
unsigned char(8bit)
31 15 0
unsigned(32bit)
27 28 5 6 7 8 29 30

• PortOut (pin30,29,8,7,6,5,28,27)
SPI 2 SPI 1
PortOut port0使用宣言
　→2つのSPIがport0に存在
　　→SPIが使えない
　　　→SDカード接続不可
→LPCXpresso NXP LPC1769なら可能？!
(Port0～2すべてのピンが表に出ている)

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