test-display/main.c

   1 /*
   2  *      Test Gadget
   3  *
   4  *      (c) 2020 Martin Mareš <mj@ucw.cz>
   5  */
   6
   7 #include "util.h"
   8
   9 #include <libopencm3/cm3/cortex.h>
  10 #include <libopencm3/cm3/nvic.h>
  11 #include <libopencm3/cm3/systick.h>
  12 #include <libopencm3/cm3/scb.h>
  13 #include <libopencm3/stm32/rcc.h>
  14 #include <libopencm3/stm32/desig.h>
  15 #include <libopencm3/stm32/gpio.h>
  16 #include <libopencm3/stm32/usart.h>
  17 #include <libopencm3/stm32/i2c.h>
  18 #include <libopencm3/usb/dfu.h>
  19 #include <libopencm3/usb/usbd.h>
  20
  21 #include <string.h>
  22
  23 /*** Hardware init ***/
  24
  25 static void clock_init(void)
  26 {
  27         rcc_clock_setup_in_hse_8mhz_out_72mhz();
  28
  29         rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOA);
  30         rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOB);
  31         rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOC);
  32         rcc_periph_clock_enable(RCC_I2C1);
  33         rcc_periph_clock_enable(RCC_USART1);
  34         rcc_periph_clock_enable(RCC_USB);
  35
  36         rcc_periph_reset_pulse(RST_GPIOA);
  37         rcc_periph_reset_pulse(RST_GPIOB);
  38         rcc_periph_reset_pulse(RST_GPIOC);
  39         rcc_periph_reset_pulse(RST_I2C1);
  40         rcc_periph_reset_pulse(RST_USART1);
  41         rcc_periph_reset_pulse(RST_USB);
  42 }
  43
  44 static void gpio_init(void)
  45 {
  46         // PA9 = TXD1 for debugging console
  47         // PA10 = RXD1 for debugging console
  48         gpio_set_mode(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_ALTFN_PUSHPULL, GPIO9);
  49         gpio_set_mode(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_CNF_INPUT_FLOAT, GPIO10);
  50
  51         // PC13 = BluePill LED
  52         gpio_set_mode(GPIOC, GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL, GPIO13);
  53         gpio_clear(GPIOC, GPIO13);
  54
  55         // PB7 = SDA for display controller
  56         // PB6 = SCL for display controller
  57         gpio_set_mode(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_ALTFN_OPENDRAIN, GPIO6 | GPIO7);
  58 }
  59
  60 static void usart_init(void)
  61 {
  62         usart_set_baudrate(USART1, 115200);
  63         usart_set_databits(USART1, 8);
  64         usart_set_stopbits(USART1, USART_STOPBITS_1);
  65         usart_set_mode(USART1, USART_MODE_TX);
  66         usart_set_parity(USART1, USART_PARITY_NONE);
  67         usart_set_flow_control(USART1, USART_FLOWCONTROL_NONE);
  68
  69         usart_enable(USART1);
  70 }
  71
  72 /*** System ticks ***/
  73
  74 static volatile u32 ms_ticks;
  75
  76 void sys_tick_handler(void)
  77 {
  78         ms_ticks++;
  79 }
  80
  81 static void tick_init(void)
  82 {
  83         systick_set_frequency(1000, CPU_CLOCK_MHZ * 1000000);
  84         systick_counter_enable();
  85         systick_interrupt_enable();
  86 }
  87
  88 static void delay_ms(uint ms)
  89 {
  90         u32 start_ticks = ms_ticks;
  91         while (ms_ticks - start_ticks < ms)
  92                 ;
  93 }
  94
  95 /*** Display ***/
  96
  97 /*
  98  *      Display digits:
  99  *
 100  *                 ---- 40 ----
 101  *               |              |
 102  *               |              |
 103  *              20              80
 104  *               |              |
 105  *               |              |
 106  *                 ---- 10 ----
 107  *               |              |
 108  *               |              |
 109  *              08              02
 110  *               |              |
 111  *               |              |
 112  *                 ---- 04 ----
 113  *                                      (01)
 114  */
 115
 116 static byte disp[4];
 117 static byte ctrl = 0x56;
 118
 119 static void display_update(void)
 120 {
 121         debug_puts("Display pdate\n");
 122         byte cmds[4];
 123         cmds[0] = 0;
 124         cmds[1] = ctrl;
 125         cmds[2] = ((disp[1] & 0x88) >> 3) | ((disp[1] & 0x44) >> 1) | ((disp[1] & 0x22) << 1) | ((disp[1] & 0x11) << 3);
 126         cmds[3] = disp[0];
 127         i2c_transfer7(I2C1, 0x76/2, (byte *) cmds, sizeof(cmds), NULL, 0);
 128
 129         cmds[2] = ((disp[3] & 0x88) >> 3) | ((disp[3] & 0x44) >> 1) | ((disp[3] & 0x22) << 1) | ((disp[3] & 0x11) << 3);
 130         cmds[3] = disp[2];
 131         i2c_transfer7(I2C1, 0x70/2, (byte *) cmds, sizeof(cmds), NULL, 0);
 132
 133         debug_puts("Update done\n");
 134 }
 135
 136 static void display_init(void)
 137 {
 138         debug_puts("I2C init\n");
 139         i2c_peripheral_disable(I2C1);
 140         i2c_set_speed(I2C1, i2c_speed_sm_100k, rcc_apb1_frequency / 1000000);
 141         i2c_peripheral_enable(I2C1);
 142
 143         disp[0] = 0x82;
 144         disp[1] = 0xdc;
 145         disp[2] = 0xd6;
 146         disp[3] = 0xb2;
 147         display_update();
 148 }
 149
 150 static void display_test(void)
 151 {
 152         static byte mode;
 153
 154         disp[0] ^= 0x01;
 155         display_update();
 156
 157 #if 0
 158         byte cmds[] = { 0x00, mode ? 0x77 : 0x77 };
 159         i2c_transfer7(I2C1, 0x70/2, (byte *) cmds, sizeof(cmds), NULL, 0);
 160 #endif
 161
 162 #if 0
 163         byte disp[] = { 0xff, 0xff, mode ? 0xff : 0x00, mode ? 0xff : 0xff };
 164         byte cmds[] = { 0x00, 0x77, 0, 0, 0, 0 };
 165         cmds[2] = (disp[0] & 0xf0) | (disp[2] >> 4);
 166         cmds[3] = (disp[1] & 0xf0) | (disp[3] >> 4);
 167         cmds[4] = (disp[2] & 0x0f) | (disp[0] << 4);
 168         cmds[5] = (disp[3] & 0x0f) | (disp[1] << 4);
 169         i2c_transfer7(I2C1, 0x70/2, (byte *) cmds, sizeof(cmds), NULL, 0);
 170 #endif
 171
 172         mode = !mode;
 173 }
 174
 175 static const byte lcd_font[] = {
 176         [0] = 0xee,
 177         [1] = 0x82,
 178         [2] = 0xdc,
 179         [3] = 0xd6,
 180         [4] = 0xb2,
 181         [5] = 0x76,
 182         [6] = 0x7e,
 183         [7] = 0xc2,
 184         [8] = 0xfe,
 185         [9] = 0xf6,
 186         [10] = 0xea,
 187         [11] = 0x3e,
 188         [12] = 0x6c,
 189         [13] = 0x9e,
 190         [14] = 0x7c,
 191         [15] = 0x78,
 192 };
 193
 194 /*** USB ***/
 195
 196 static usbd_device *usbd_dev;
 197
 198 enum usb_string {
 199         STR_MANUFACTURER = 1,
 200         STR_PRODUCT,
 201         STR_SERIAL,
 202 };
 203
 204 static char usb_serial_number[13];
 205
 206 static const char *usb_strings[] = {
 207         "United Computer Wizards",
 208         "Test Gadget",
 209         usb_serial_number,
 210 };
 211
 212 static const struct usb_device_descriptor device = {
 213         .bLength = USB_DT_DEVICE_SIZE,
 214         .bDescriptorType = USB_DT_DEVICE,
 215         .bcdUSB = 0x0200,
 216         .bDeviceClass = 0xFF,
 217         .bDeviceSubClass = 0,
 218         .bDeviceProtocol = 0,
 219         .bMaxPacketSize0 = 64,
 220         .idVendor = 0x4242,
 221         .idProduct = 0x0007,
 222         .bcdDevice = 0x0000,
 223         .iManufacturer = STR_MANUFACTURER,
 224         .iProduct = STR_PRODUCT,
 225         .iSerialNumber = STR_SERIAL,
 226         .bNumConfigurations = 1,
 227 };
 228
 229 static const struct usb_endpoint_descriptor endpoints[] = {{
 230         // Bulk end-point for sending values to DMX
 231         .bLength = USB_DT_ENDPOINT_SIZE,
 232         .bDescriptorType = USB_DT_ENDPOINT,
 233         .bEndpointAddress = 0x01,
 234         .bmAttributes = USB_ENDPOINT_ATTR_BULK,
 235         .wMaxPacketSize = 64,
 236         .bInterval = 1,
 237 }};
 238
 239 static const struct usb_interface_descriptor iface = {
 240         .bLength = USB_DT_INTERFACE_SIZE,
 241         .bDescriptorType = USB_DT_INTERFACE,
 242         .bInterfaceNumber = 0,
 243         .bAlternateSetting = 0,
 244         .bNumEndpoints = 1,
 245         .bInterfaceClass = 0xFF,
 246         .bInterfaceSubClass = 0,
 247         .bInterfaceProtocol = 0,
 248         .iInterface = 0,
 249         .endpoint = endpoints,
 250 };
 251
 252 static const struct usb_dfu_descriptor dfu_function = {
 253         .bLength = sizeof(struct usb_dfu_descriptor),
 254         .bDescriptorType = DFU_FUNCTIONAL,
 255         .bmAttributes = USB_DFU_CAN_DOWNLOAD | USB_DFU_WILL_DETACH,
 256         .wDetachTimeout = 255,
 257         .wTransferSize = 1024,
 258         .bcdDFUVersion = 0x0100,
 259 };
 260
 261 static const struct usb_interface_descriptor dfu_iface = {
 262         .bLength = USB_DT_INTERFACE_SIZE,
 263         .bDescriptorType = USB_DT_INTERFACE,
 264         .bInterfaceNumber = 1,
 265         .bAlternateSetting = 0,
 266         .bNumEndpoints = 0,
 267         .bInterfaceClass = 0xFE,
 268         .bInterfaceSubClass = 1,
 269         .bInterfaceProtocol = 1,
 270         .iInterface = 0,
 271
 272         .extra = &dfu_function,
 273         .extralen = sizeof(dfu_function),
 274 };
 275
 276 static const struct usb_interface ifaces[] = {{
 277         .num_altsetting = 1,
 278         .altsetting = &iface,
 279 }, {
 280         .num_altsetting = 1,
 281         .altsetting = &dfu_iface,
 282 }};
 283
 284 static const struct usb_config_descriptor config = {
 285         .bLength = USB_DT_CONFIGURATION_SIZE,
 286         .bDescriptorType = USB_DT_CONFIGURATION,
 287         .wTotalLength = 0,
 288         .bNumInterfaces = 2,
 289         .bConfigurationValue = 1,
 290         .iConfiguration = 0,
 291         .bmAttributes = 0x80,
 292         .bMaxPower = 50,        // multiplied by 2 mA
 293         .interface = ifaces,
 294 };
 295
 296 static byte usb_configured;
 297 static uint8_t usbd_control_buffer[64];
 298
 299 static void dfu_detach_complete(usbd_device *dev UNUSED, struct usb_setup_data *req UNUSED)
 300 {
 301         // Reset to bootloader, which implements the rest of DFU
 302         debug_printf("Switching to DFU\n");
 303         debug_flush();
 304         scb_reset_core();
 305 }
 306
 307 static enum usbd_request_return_codes dfu_control_cb(usbd_device *dev UNUSED,
 308         struct usb_setup_data *req,
 309         uint8_t **buf UNUSED,
 310         uint16_t *len UNUSED,
 311         void (**complete)(usbd_device *dev, struct usb_setup_data *req))
 312 {
 313         if (req->bmRequestType != 0x21 || req->bRequest != DFU_DETACH)
 314                 return USBD_REQ_NOTSUPP;
 315
 316         *complete = dfu_detach_complete;
 317         return USBD_REQ_HANDLED;
 318 }
 319
 320 static void ep01_cb(usbd_device *dev, uint8_t ep UNUSED)
 321 {
 322         // We received a frame from the USB host
 323         byte buf[8];
 324         uint len = usbd_ep_read_packet(dev, 0x01, buf, 8);
 325         debug_printf("USB: Host sent %u bytes\n", len);
 326         if (len >= 5) {
 327                 for (uint i=0; i<4; i++) {
 328                         if (buf[i] < 16)
 329                                 disp[i] = lcd_font[buf[i]];
 330                         else
 331                                 disp[i] = 0;
 332                 }
 333                 if (buf[4])
 334                         disp[1] |= 1;
 335                 display_update();
 336         }
 337 }
 338
 339 static void set_config_cb(usbd_device *dev, uint16_t wValue UNUSED)
 340 {
 341         usbd_register_control_callback(
 342                 dev,
 343                 USB_REQ_TYPE_CLASS | USB_REQ_TYPE_INTERFACE,
 344                 USB_REQ_TYPE_TYPE | USB_REQ_TYPE_RECIPIENT,
 345                 dfu_control_cb);
 346         usbd_ep_setup(dev, 0x01, USB_ENDPOINT_ATTR_BULK, 64, ep01_cb);
 347         usb_configured = 1;
 348 }
 349
 350 static void reset_cb(void)
 351 {
 352         debug_printf("USB: Reset\n");
 353         usb_configured = 0;
 354 }
 355
 356 static volatile bool usb_event_pending;
 357
 358 void usb_lp_can_rx0_isr(void)
 359 {
 360         /*
 361          *  We handle USB in the main loop to avoid race conditions between
 362          *  USB interrupts and other code. However, we need an interrupt to
 363          *  up the main loop from sleep.
 364          *
 365          *  We set up only the low-priority ISR, because high-priority ISR handles
 366          *  only double-buffered bulk transfers and isochronous transfers.
 367          */
 368         nvic_disable_irq(NVIC_USB_LP_CAN_RX0_IRQ);
 369         usb_event_pending = 1;
 370 }
 371
 372 static void usb_init(void)
 373 {
 374         // Simulate USB disconnect
 375         gpio_set_mode(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_OPENDRAIN, GPIO11 | GPIO12);
 376         gpio_clear(GPIOA, GPIO11 | GPIO12);
 377         delay_ms(100);
 378
 379         usbd_dev = usbd_init(
 380                 &st_usbfs_v1_usb_driver,
 381                 &device,
 382                 &config,
 383                 usb_strings,
 384                 ARRAY_SIZE(usb_strings),
 385                 usbd_control_buffer,
 386                 sizeof(usbd_control_buffer)
 387         );
 388         usbd_register_reset_callback(usbd_dev, reset_cb);
 389         usbd_register_set_config_callback(usbd_dev, set_config_cb);
 390         usb_event_pending = 1;
 391 }
 392
 393 /*** Main ***/
 394
 395 int main(void)
 396 {
 397         clock_init();
 398         gpio_init();
 399         tick_init();
 400         usart_init();
 401         desig_get_unique_id_as_dfu(usb_serial_number);
 402
 403         debug_printf("Hello, world!\n");
 404
 405         usb_init();
 406         display_init();
 407
 408         u32 last_blink = 0;
 409
 410         for (;;) {
 411                 if (ms_ticks - last_blink >= 500) {
 412                         debug_led_toggle();
 413                         last_blink = ms_ticks;
 414                         display_test();
 415                 }
 416
 417                 if (usb_event_pending) {
 418                         usbd_poll(usbd_dev);
 419                         usb_event_pending = 0;
 420                         nvic_clear_pending_irq(NVIC_USB_LP_CAN_RX0_IRQ);
 421                         nvic_enable_irq(NVIC_USB_LP_CAN_RX0_IRQ);
 422                 }
 423
 424                 wait_for_interrupt();
 425         }
 426
 427         return 0;
 428 }