c180_testzone/python_test/lcd/lcd/lcd_2002a08f.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
#include "lcd_2002a08f.h"

static int i2c_fd = -1;
static uint8_t i2c_addr;

/* 延时函数 - 数据手册建议指令间延时1ms以上 */
static void lcd_delay_ms(int ms)
{
    usleep(ms * 1000);
}

/* I2C写数据 */
static int i2c_write(uint8_t *data, int len)
{
    if (i2c_fd < 0) {
        return -1;
    }
    
    if (write(i2c_fd, data, len) != len) {
        perror("I2C write failed");
        return -1;
    }
    return 0;
}

/* 发送指令到LCD - 根据数据手册第7-8页的两线串行通讯格式 */
static int lcd_send_command(uint8_t cmd)
{
    uint8_t buf[3];
    
    /* 控制字节: Co=0, RS=0 (指令) */
    buf[0] = LCD_CONTROL_BYTE;  /* 0x00 */
    buf[1] = cmd;
    
    if (i2c_write(buf, 2) < 0) {
        return -1;
    }
    
    lcd_delay_ms(2);  /* 指令执行时间，数据手册建议1ms以上 */
    return 0;
}

/* 发送数据到LCD */
static int lcd_send_data(uint8_t data)
{
    uint8_t buf[3];
    
    /* 控制字节: Co=0, RS=1 (数据) */
    buf[0] = LCD_DATA_BYTE;     /* 0x40 */
    buf[1] = data;
    
    if (i2c_write(buf, 2) < 0) {
        return -1;
    }
    
    lcd_delay_ms(1);
    return 0;
}

/* 初始化LCD - 根据数据手册的初始化流程 */
int lcd_init(const char *i2c_bus, uint8_t addr)
{
    i2c_addr = addr;
    
    /* 打开I2C设备 */
    i2c_fd = open(i2c_bus, O_RDWR);
    if (i2c_fd < 0) {
        perror("Failed to open I2C bus");
        return -1;
    }
    
    /* 设置I2C从机地址 */
    if (ioctl(i2c_fd, I2C_SLAVE, i2c_addr) < 0) {
        perror("Failed to set I2C address");
        close(i2c_fd);
        i2c_fd = -1;
        return -1;
    }
    
    /* 初始化延时 - 上电后需要等待 */
    lcd_delay_ms(50);
    
    /* 功能设置: 2行显示，5x7点阵 */
    /* 指令码: 0010 NFxx, N=1(2行), F=0(5x7) -> 0x28 */
    lcd_send_command(LCD_FUNCTION_SET | LCD_2LINE | LCD_5x8DOTS);
    lcd_delay_ms(5);
    
    /* 显示开/关控制: 显示开，光标关，闪烁关 */
    /* 指令码: 0000 1DCB, D=1, C=0, B=0 -> 0x0C */
    lcd_send_command(LCD_DISPLAY_CONTROL | LCD_DISPLAY_ON | LCD_CURSOR_OFF | LCD_BLINK_OFF);
    
    /* 清显示 */
    lcd_clear();
    
    /* 设置输入模式: 光标右移，显示不移位 */
    /* 指令码: 0000 01IS, I/D=1, S=0 -> 0x06 */
    lcd_send_command(LCD_ENTRY_MODE_SET | LCD_ENTRY_RIGHT | LCD_ENTRY_SHIFT_OFF);
    
    return 0;
}

/* 关闭LCD */
void lcd_close(void)
{
    if (i2c_fd >= 0) {
        /* 关闭显示 */
        lcd_send_command(LCD_DISPLAY_CONTROL | LCD_DISPLAY_OFF);
        close(i2c_fd);
        i2c_fd = -1;
    }
}

/* 清显示 - 指令码0x01 */
int lcd_clear(void)
{
    int ret = lcd_send_command(LCD_CLEAR_DISPLAY);
    lcd_delay_ms(2);  /* 清显示需要1.52ms */
    return ret;
}

/* 归位 - 指令码0x02 */
int lcd_home(void)
{
    int ret = lcd_send_command(LCD_RETURN_HOME);
    lcd_delay_ms(2);  /* 归位需要1.52ms */
    return ret;
}

/* 显示控制 */
int lcd_display_control(uint8_t display, uint8_t cursor, uint8_t blink)
{
    uint8_t cmd = LCD_DISPLAY_CONTROL | display | cursor | blink;
    return lcd_send_command(cmd);
}

/* 设置输入模式 */
int lcd_entry_mode(uint8_t id, uint8_t shift)
{
    uint8_t cmd = LCD_ENTRY_MODE_SET | id | shift;
    return lcd_send_command(cmd);
}

/* 设置光标位置 - 根据数据手册第16页DDRAM地址 */
int lcd_set_cursor(uint8_t col, uint8_t row)
{
    uint8_t addr;
    
    if (col >= LCD_COLS || row >= LCD_ROWS) {
        return -1;
    }
    
    /* 计算DDRAM地址 */
    if (row == 0) {
        addr = LCD_LINE1_ADDR + col;    /* 第一行: 0x00-0x27 */
    } else {
        addr = LCD_LINE2_ADDR + col;    /* 第二行: 0x40-0x67 */
    }
    
    return lcd_send_command(LCD_SET_DDRAM_ADDR | addr);
}

/* 写单个字符 */
int lcd_write_char(char c)
{
    return lcd_send_data((uint8_t)c);
}

/* 写字符串 */
int lcd_write_string(const char *str)
{
    while (*str) {
        if (lcd_write_char(*str++) < 0) {
            return -1;
        }
    }
    return 0;
}

/* 写入自定义字符到CGRAM - 根据数据手册第12页 */
/* num: 0-7 (最多8个自定义字符) */
/* data: 5x8点阵数据，8字节（每行5位有效） */
int lcd_write_custom_char(uint8_t num, uint8_t *data)
{
    uint8_t addr;
    int i;
    
    if (num > 7) {
        return -1;
    }
    
    /* 设置CGRAM地址 - 每个字符占8字节 */
    /* CGRAM地址: 0x01 ACG5-ACG0, 字符0地址=0x00, 字符1地址=0x08, ... */
    addr = num * 8;
    lcd_send_command(LCD_SET_CGRAM_ADDR | addr);
    
    /* 写入8行点阵数据 */
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        /* 数据D4-D0有效，D7-D5必须为0 */
        lcd_send_data(data[i] & 0x1F);
    }
    
    return 0;
}

/* 显示自定义字符 */
int lcd_show_custom_char(uint8_t num)
{
    if (num > 7) {
        return -1;
    }
    /* 自定义字符的字符码为0x00-0x07 */
    return lcd_write_char(num);
}

/* 移位显示 */
int lcd_shift_display(uint8_t direction)
{
    uint8_t cmd = LCD_CURSOR_SHIFT | LCD_DISPLAY_MOVE | direction;
    return lcd_send_command(cmd);
}

/* 移位光标 */
int lcd_shift_cursor(uint8_t direction)
{
    uint8_t cmd = LCD_CURSOR_SHIFT | LCD_CURSOR_MOVE | direction;
    return lcd_send_command(cmd);
}


/* 使用DDRAM地址设置清除行 - 更高效 */
int lcd_clear_line_fast(uint8_t row)
{
    uint8_t addr;
    int i;
    
    if (row >= LCD_ROWS) {
        return -1;
    }
    
    /* 计算起始地址 */
    addr = (row == 0) ? LCD_LINE1_ADDR : LCD_LINE2_ADDR;
    
    /* 设置DDRAM地址 */
    lcd_send_command(LCD_SET_DDRAM_ADDR | addr);
    
    /* 连续写入20个空格（空位字符码0x20） */
    for (i = 0; i < LCD_COLS; i++) {
        lcd_send_data(0x20);  /* 空格字符 */
    }
    
    return 0;
}