/********************************************************
*  SPI制御カラーグラフィックLCD用ライブラリ
*   横表示で設定
*	LCD_Initialize();		// 初期化
*	Clear_LCD();			// 全画面消去
*	SET_LCD_Cursor_Position();	// 座標指定
*	lcd_Pixel();			// 1ドット表示
*	lcd_Line();			// 直線描画
*	lcd_Circle();			// 円描画
*	lcd_Char_8x8();			// 8x8ANK文字表示
*	lcd_Char_12x12();		// 12x12ANK文字表示
*	lcd_Str_8x8();			// 8x8ANK文字列表示
*   lcd_Str_12x12();		// 12x12ANK文字列表示
*
* 液晶：1.77inch 128 x 160dot color LCD「TFT2P2037-E
* コントローラIC：S6D0151
*
* 2022/8/6  N.Ishii
*********************************************************/
#include "p24FJ64GA002.h"
#include "S6D0151.h"
#include "ASCII_font.h"		// ASCII 8x8ドット
#include "ASCII12dot.h"		// ASCII 12x12dot

/*******************************************************
* スタートバイト送信関数：　転送速度≒ 4MHz(250nS)
* スタートバイト：ID+RS+RW
* コマンド書込み時：id= 0x70・データ書込み時：id= 0x72
********************************************************/
void SendStartByte(unsigned char id)
{
	char Loop;
	
	SPI_CS = 0;

	for(Loop=0; Loop<8; Loop++){
		SPI_DATA = 0;
		if ((id & 0x80) != 0){
			SPI_DATA = 1;
		}
		SPI_CLK = 1;
		id <<= 1;
		SPI_CLK = 0;
	}
}

/*******************************************************
* レジスタ番号送信関数
********************************************************/
void SendRegNo(unsigned int reg_no)
{
	char Loop;

	for(Loop=0; Loop<16; Loop++){
		SPI_DATA = 0;
		if ((reg_no & 0x8000) != 0){
			SPI_DATA = 1;
		}
		SPI_CLK = 1;
		reg_no <<= 1;
		SPI_CLK = 0;
	}

	SPI_CS = 1;
}

/*******************************************************
* データ送信関数
********************************************************/
void SendData(unsigned int data)
{
	char Loop;

	for(Loop=0; Loop<16; Loop++){
		SPI_DATA = 0;
		if ((data & 0x8000) != 0){
			SPI_DATA = 1;
		}
		SPI_CLK = 1;
		data <<= 1;
		SPI_CLK = 0;
	}

	SPI_CS = 1;
}

/*******************************************************
* SPIによるレジスタへの書込みデータ送信関数
*  SPI転送速度：500k（2u）
********************************************************/
void S6D0151_SPI_write(unsigned int reg_no, unsigned int data)
{
	SendStartByte(0x70);	// スタートバイト（ID+RS+RW）送信：コマンド書込み
	SendRegNo(reg_no);	// レジスタ番号送信
	SendStartByte(0x72);	// スタートバイト（ID+RS+RW）送信：データ書込み
	SendData(data);		// レジスタに書込むデータ送信
}

/****************************
* LCD初期化関数
*****************************/
void LCD_Initialize()
{
	/// RESET負パルス出力
	SPI_RST= 0;
	delay_ms(34);
	SPI_RST= 1;

	delay_ms(18);

	S6D0151_SPI_write(0x0007, 0x0020);	// DISPLAY CONTOROL REG. NORMAL DRAIVE
	S6D0151_SPI_write(0x00B6, 0x013F);	// Module Vendor POWER ON SEQUENCE CONTOROL OF SETUP CIRCUIT REG.
	S6D0151_SPI_write(0x00B4, 0x0010);	// MTP CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x0012, 0x00B2);	// POWER CONTROL 2
	S6D0151_SPI_write(0x0013, 0x080E);	// POWER CONTROL 3
	S6D0151_SPI_write(0x0014, 0x5BCA);	// POWER CONTROL 4
	S6D0151_SPI_write(0x0061, 0x0018);	// OSCILLATOR CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x0010, 0x190C);	// POWER CONTROL 1

	delay_ms(84);

	S6D0151_SPI_write(0x0013, 0x081E);	// POWER CONTROL 3

	delay_ms(34);

	S6D0151_SPI_write(0x0002, 0x0100);	// LCD INVERSION CONTROL

	/// In case of Horizontal
	S6D0151_SPI_write(0x0001, 0x0114);	// DRIVER OUTPUT CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x0003, 0x0028);	// ENTRY MODE

	S6D0151_SPI_write(0x0008, 0x0202);	// BLANK PERIOD CONTROL 1
	S6D0151_SPI_write(0x000B, 0x0000);	// FRAME CYCLE CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x000C, 0x0000);	// EXTERNAL DISPLAY INTERFACE CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x0061, 0x0018);	// OSCILLATOR CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x0069, 0x0000);	// DC/DC CONVERT LOW POWER MODE SETTING
	S6D0151_SPI_write(0x0070, 0x0000);	// SOURCE DRIVER PRE-DRIVING PERIOD SETTING
	S6D0151_SPI_write(0x0071, 0x0000);	// GATE OUTPUT PERIOD CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x0011, 0x0000);	// GAMMA CONTROL 1

	S6D0151_SPI_write(0x0030, 0x0303);	// GAMMA CONTROL 2 (R30h to R37h)
	S6D0151_SPI_write(0x0031, 0x0303);	// GAMMA CONTROL 2 (R30h to R37h)
	S6D0151_SPI_write(0x0032, 0x0303);	// GAMMA CONTROL 2 (R30h to R37h)
	S6D0151_SPI_write(0x0033, 0x0000);	// GAMMA CONTROL 2 (R30h to R37h)
	S6D0151_SPI_write(0x0034, 0x0404);	// GAMMA CONTROL 2 (R30h to R37h)
	S6D0151_SPI_write(0x0035, 0x0404);	// GAMMA CONTROL 2 (R30h to R37h)
	S6D0151_SPI_write(0x0036, 0x0404);	// GAMMA CONTROL 2 (R30h to R37h)
	S6D0151_SPI_write(0x0037, 0x0000);	// GAMMA CONTROL 2 (R30h to R37h)
	S6D0151_SPI_write(0x0038, 0x0707);	// GAMMA CONTROL 2

	S6D0151_SPI_write(0x0040, 0x0000);	// GATE SCAN POSITION
	S6D0151_SPI_write(0x0042, 0x9F00);	// 1st SCREEN DRIVING POSITION
	S6D0151_SPI_write(0x0043, 0x0000);	// 2nd SCREEN DRIVING POSITION
	S6D0151_SPI_write(0x0044, 0x7F00);	// HORIZONTAL RAM ADDRESS POSITION
	S6D0151_SPI_write(0x0045, 0x9F00);	// VERTICAL RAM ADDRESS POSITION
	S6D0151_SPI_write(0x0069, 0x0000);	// DC/DC CONVERT LOW POWER MODE SETTING
	S6D0151_SPI_write(0x0070, 0x0000);	// SOURCE DRIVER PRE-DRIVING PERIOD SETTING
	S6D0151_SPI_write(0x0071, 0x0000);	// GATE OUTPUT PERIOD CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x0073, 0x0000);	// TEST_KEY
	S6D0151_SPI_write(0x00B3, 0x0000);	// PUMPING CLOCK SOURCE SELECTION
	S6D0151_SPI_write(0x00BD, 0x0000);	// MTP DATA READ
	S6D0151_SPI_write(0x00BE, 0x0000);	// INTERFACE MODE SELECTION
	S6D0151_SPI_write(0x0021, 0x0000);	// GRAM ADDRESS SET

	delay_ms(34);

	S6D0151_SPI_write(0x0007, 0x0020);	// DISPLAY CONTROL

	delay_ms(34);

	S6D0151_SPI_write(0x0007, 0x0021);	// DISPLAY CONTROL
	S6D0151_SPI_write(0x0007, 0x0027);	// DISPLAY CONTROL

	delay_ms(66);

	S6D0151_SPI_write(0x0007, 0x0037);	// DISPLAY CONTROL
}

/***************************
* 画面消去関数
* 消去用色指定あり
****************************/
void Clear_LCD(unsigned int color)
{
	int Loop;

	SET_LCD_Cursor_Position(0, 0);	// 原点セット

	SendStartByte(0x70);	// スタートバイト（ID+RS+RW）送信：コマンド書込み
	SendRegNo(0x0022);		// レジスタ番号送信：Write data to GRAM REG.
	
	//// GRAM全エリア（20480ワード= 128 x 160）を、0x0000で埋める
	for(Loop=0; Loop<20480; Loop++){
		SendStartByte(0x72);	// スタートバイト（ID+RS+RW）送信：データ書込み
		SendData(color);	// レジスタに書込むデータ送信：GRAMクリアデータ
	}
}

/****************************
* 座標指定関数
*****************************/
void SET_LCD_Cursor_Position(unsigned int Xpos, unsigned int Ypos)
{
	unsigned int data= ((Xpos << 8) | Ypos);	// 座標シリアルデータ生成：xxyyh

	SendStartByte(0x70);	// スタートバイト（ID+RS+RW）送信：コマンド書込み
	SendRegNo(0x0021);	// レジスタ番号送信：RAM ADDRESS REG.
	SendStartByte(0x72);	// スタートバイト（ID+RS+RW）送信：データ書込み
	SendData(data);		// レジスタに書込むデータ送信：座標シリアルデータ
}

/***********************************
*  １ピクセル表示関数
*  座標は(0,0)-(159,127) 
***********************************/
void lcd_Pixel(unsigned int Xpos, unsigned int Ypos, unsigned int color)
{
	SET_LCD_Cursor_Position(Xpos, Ypos);	// ドット描画座標セット

	if((Xpos<ENDCOL) && (Ypos<ENDROW)){	// 画面範囲内かチェック
		SendStartByte(0x70);	// スタートバイト（ID+RS+RW）送信：コマンド書込み
		SendRegNo(0x0022);	// レジスタ番号送信：Write data to GRAM REG.
		SendStartByte(0x72);	// スタートバイト（ID+RS+RW）送信：データ書込み
		SendData(color);	// レジスタに書込むドットデータ送信：GRAMデータ
	}
}

/***************************
*  直線描画関数
***************************/
#define	abs(a)	(((a)>0) ? (a) : -(a))
void lcd_Line(int x0, int y0, int x1, int y1, unsigned int color)
{
	int steep, t;
	int deltax, deltay, error;
	int x, y;
	int ystep;
	
	y0=ENDROW-y0 -1;						// Y座標反転
	y1=ENDROW-y1 -1;
	/// 差分の大きいほうを求める
	steep = (abs(y1 - y0) > abs(x1 - x0));
	/// ｘ、ｙの入れ替え
	if(steep){
		t = x0; x0 = y0; y0 = t;
		t = x1; x1 = y1; y1 = t;
	}
	if(x0 > x1) {
		t = x0; x0 = x1; x1 = t;
		t = y0; y0 = y1; y1 = t;
	}
	deltax = x1 - x0;						// 傾き計算
	deltay = abs(y1 - y0);
	error = 0;
	y = y0;
	/// 傾きでステップの正負を切り替え
	if(y0 < y1) ystep = 1; else ystep = -1;

	/// 直線を点で描画
	for(x=x0; x<=x1; x++) {
		if(steep) lcd_Pixel(y,x,color); else lcd_Pixel(x,y,color);
		error += deltay;
		if((error << 1) >= deltax) {
			y += ystep;
			error -= deltax;
		}
	}
}

/*************************************
*  円を描く関数
*  中心点と半径を指定
*  (Fussyさんのアルゴリズムを使用)
**************************************/
void lcd_Circle(int x0, int y0, int r, unsigned int color)
{
	int x = r;
	int y = 0;
	int F = -2 * r + 3;
	
	while(x >= y){
		lcd_Pixel(x0+x, y0+y, color);
		lcd_Pixel(x0-x, y0+y, color);
		lcd_Pixel(x0+x, y0-y, color);
		lcd_Pixel(x0-x, y0-y, color);
		lcd_Pixel(x0+y, y0+x, color);
		lcd_Pixel(x0-y, y0+x, color);
		lcd_Pixel(x0+y, y0-x, color);
		lcd_Pixel(x0-y, y0-x, color);
		if(F >= 0){
			x--;
			F -= 4 * x;
		}
		y++;
		F += 4 * y + 2;
	}
}

/*****************************************
*  ANK文字表示関数 8x8ドット
*  160/8=20文字/行　128/8=16行
*  (0, 0) - (19, 15)の範囲
******************************************/
void lcd_Char_8x8(char colum, char line,  unsigned char letter, unsigned int color1, unsigned int color2){
	unsigned char j, i, Mask;

	if((colum < 20) && (line < 16)){		// 範囲チェック
		for(j=0; j<5; j++){				// 横5ドット
			Mask = 0x80;				// 上位ビットから表示
			for(i=0; i<8; i++){			// 縦1ライン分表示
				if((chrom[letter-0x20][j] & Mask) != 0)
					lcd_Pixel(colum*8+j+3, (line+1)*8-i, color1);
				else
					lcd_Pixel( colum*8+j+3, (line+1)*8-i, color2); //背景色
				Mask = Mask >> 1;
			}
		}

		/// フォントは、5dot幅、残りの、3dot*8dotスペースを背景色で塗りつぶす。
		for(j=5; j<8; j++){
			for(i=0; i<8; i++){
				lcd_Pixel(colum*8+j+3, (line+1)*8-i, color2); //背景色
			}
		}
	}
}

/*****************************************
*  ANK文字表示関数 12x12ドット
*  160/12= 13文字/行　128/14= 9文字/列
*  (0, 0) - (12, 8)の範囲
******************************************/
void lcd_Char_12x12(char colum, char line, unsigned char letter, unsigned int color1, unsigned int color2){
	unsigned char j, i, Mask;

	if((colum < XChar_12x12) && (line < YLine_12x12)){		// 範囲チェック
		// ANK表示出力　3バイトの2ラインずつを6回繰り返す
		for(j=0; j<6; j++){
			// 8ドット連続部の表示
			Mask = 0x80;
			for(i=0; i<8; i++){
				// １ライン目前半8ドット表示
				if((ANKFont[letter][j*3] & Mask) != 0)
					lcd_Pixel(colum*12+i+4, line*14+j*2+2, color1);
				else
					lcd_Pixel(colum*12+i+4, line*14+j*2+2, color2); 	//背景色
				// 2ライン目後半8ドット表示
				if((ANKFont[letter][j*3+2] & Mask) != 0)
					lcd_Pixel(colum*12+i+8, line*14+j*2+3, color1);
				else
					lcd_Pixel(colum*12+i+8, line*14+j*2+3, color2); 	//背景色
				Mask = Mask >> 1;
			}
			// 分割部4ドットずつ表示
			Mask = 0x80;
			// 1ライン目後半4ドット表示
			for(i=0; i<4; i++){
				if((ANKFont[letter][j*3+1] & Mask) != 0)
					lcd_Pixel(colum*12+i+12, line*14+j*2+2, color1);
				else
					lcd_Pixel(colum*12+i+12, line*14+j*2+2, color2);	 //背景色
				Mask = Mask >> 1;
			}
			// 2ライン目前半4ドット表示
			for(i=4; i<8; i++){
				if((ANKFont[letter][j*3+1] & Mask) != 0)
					lcd_Pixel(colum*12+i, line*14+j*2+3, color1);
				else
					lcd_Pixel(colum*12+i, line*14+j*2+3, color2); 	//背景色
				Mask = Mask >> 1;
			}
		}
	}
}

/****************************************
*   文字列描画関数_1
*   8x8dot Font用：20文字x16行で指定
*****************************************/
void lcd_Str_8x8(char colum, char line, char *s, unsigned int color1, unsigned int color2)
{
    	while (*s){
		lcd_Char_8x8(colum++, line, *s++, color1, color2);
		if(colum >= XChar_8x8){
			line++;
			colum = 0;
			if(line >= YLine_8x8)
				line = 0;
		}
	}
}

/****************************************
*   文字列描画関数_2
*   12x12dot Font用：13文字/行x9列で指定
*****************************************/
void lcd_Str_12x12(char colum, char line, char *s, unsigned int color1, unsigned int color2)
{
    	while (*s){
		lcd_Char_12x12(colum++, line, *s++, color1, color2);
		if(colum >= XChar_12x12){
			line++;
			colum = 0;
			if(line >= YLine_12x12)
				line = 0;
		}
	}
}


//////// usec単位ディレイ関数
void delay_us(int usec){
	usec = (int)(CLOCK*usec)/ 10;
	while(usec)	{
		asm("NOP");
		asm("NOP");
		asm("NOP");
		asm("NOP");
		asm("NOP");
		usec--;
	}
}

/////// msec単位ディレイ関数
void delay_ms(int msec){
	int i;
	for(i=0; i< msec; i++)
		delay_us(1000);
}