(Arduino-IDE) Work Fow 및 제어 명령표를 기반으로 전자잉크 디스플레이 드라이버 

- Good Display의 2.13인치 전자종이 GDEY0213B74로 예

• 제품 연결 ：https://kr.good-display.com/product/456.html

• 데이타 시트：https://www.good-display.com/companyfile/635.html

• IC SSD1680：https://www.good-display.com/companyfile/101.html

• 개발 키트 아두이노：https://kr.good-display.com/product/440.html

• 시연 용 demo 코드: https://kr.good-display.com/companyfile/679.html

• GDEY0213B74 이미지 To C Array： https://kr.good-display.com/companyfile/681.html

• Image2LCD: https://github.com/GoodDisplay/E-paper-Display-Library-of-GoodDisplay/tree/main/Image2LCD

• 온라인 도구：https://www.e-paper-display.com/project/English.html

  

전자잉크 스크린의 작동 원리?

전자 잉크 스크린은 E Ink가 보유한 디스플레이 기술을 사용하여 가해진 전압을 변경하여 대전체 마이크로캡슐 입자를 구동하여 작동합니다.각 픽셀 점은

개별 전자 잉크, 즉 마이크로 캡슐 단위로 구성됩니다.모든 캡슐에는 액체 전하가 있는데, 그 중 양전하가 흰색으로, 음전하가 검은색으로 염색된다.

한쪽에 양과 음 전압을 주면 전하가 있는 액체가 각각 끌어당기고 배척되어 검은색이나 흰색의 이미지를 표시할 수 있다.

전자잉크 스크린 GDEY0213B74의 하드웨어 매개 변수

# 매개변수 기호 의미
단일 접지 VSS
논리적 전원 전압 Vci
논리적 고전압 Voh
논리적 저전력 Vol
일반 전력 Ptyp
수면 전력 Psleep
수면 전류 Isleep
깊은 수면 전류 Idsleep
VCOM 핀 출력

전자종이 디스플레이 구동 흐름도

프로세스 맵 코드 설명

1.화면에 전원을 공급합니다.일반적으로 3.3V의 전원을 권장합니다
2. 구성 초기화
2.1. 이 단계에서 잉크 스크린과 MCU 간의 SPI 통신, 즉 IO setting을 구성해야 합니다.
SPI 및 전자잉크 스크린의 SPI 통신 구성에 관하여, 구체적으로 당신은 규격서의 6.3 Panel AC Characteristics를 참고할 수 있습니다

사례 코드：

#include <SPI.h>
#include"Ap_29demo.h"
//IO settings
int BUSY_Pin = 4; 
int RES_Pin = 5; 
int DC_Pin = 6; 
int CS_Pin = 7; 

#define EPD_W21_CS_0 digitalWrite(CS_Pin,LOW)
#define EPD_W21_CS_1 digitalWrite(CS_Pin,HIGH)
#define EPD_W21_DC_0  digitalWrite(DC_Pin,LOW)
#define EPD_W21_DC_1  digitalWrite(DC_Pin,HIGH)
#define EPD_W21_RST_0 digitalWrite(RES_Pin,LOW)
#define EPD_W21_RST_1 digitalWrite(RES_Pin,HIGH)
#define isEPD_W21_BUSY digitalRead(BUSY_Pin)

void setup() {
   pinMode(BUSY_Pin, INPUT); 
   pinMode(RES_Pin, OUTPUT);  
   pinMode(DC_Pin, OUTPUT);    
   pinMode(CS_Pin, OUTPUT);   
   //SPI
   SPI.beginTransaction(SPISettings(10000000, MSBFIRST, SPI_MODE0)); 
   SPI.begin ();  
}

2.2. 흐름도에 따라 SPI 통신 구성을 완료한 후 스크린의 하드웨어 초기화 및 소프트웨어 초기화를 수행해야 함

/////////////////EPD settings Functions/////////////////////

void EPD_HW_Init(void)
{
  EPD_W21_RST_0;  // Module reset   
  delay(10);//At least 10ms delay 
  EPD_W21_RST_1;
  delay(10); //At least 10ms delay 
  
  Epaper_READBUSY();   
  Epaper_Write_Command(0x12);  //SWRESET
  Epaper_READBUSY();   

3. 초기화 코드 보내기

이 섹션에서는 다음과 같은 코드 세그먼트를 다룹니다.

  Epaper_Write_Command(0x01); //Driver output control      
  Epaper_Write_Data(0xF9);
  Epaper_Write_Data(0x00);
  Epaper_Write_Data(0x00);

  Epaper_Write_Command(0x11); //data entry mode       
  Epaper_Write_Data(0x01);

  Epaper_Write_Command(0x44); //set Ram-X address start/end position   
  Epaper_Write_Data(0x00);
  Epaper_Write_Data(0x0F);    //0x0F-->(15+1)*8=128

  Epaper_Write_Command(0x45); //set Ram-Y address start/end position          
  Epaper_Write_Data(0xF9);   //0xF9-->(249+1)=250
  Epaper_Write_Data(0x00);
  Epaper_Write_Data(0x00);
  Epaper_Write_Data(0x00); 

  Epaper_Write_Command(0x3C); //BorderWaveform
  Epaper_Write_Data(0x05); 

3.1 드라이브 출력 제어(Driver Output Control)

이 섹션에는 총 3바이트의 데이터가 필요합니다.
A[8:0]에 0xF9, 즉 (249+1) 를 써서 총 250개의 Gate 열기
B[2:0]에 0x00, 즉 G0부터 G249까지 G0을 첫 번째 출력의 Gate로 씁니다.검색 시퀀스 0, 1, 2, 3... 249;스캔 순서 0부터 249까지

3.2. 스캔 원리 및 픽셀 점 쓰기 모드 설정 （Data Entry Mode Setting）

0x11 명령어를 쓰고 0x01, 즉 ID[1:0] = 01, AM = 0을 A[2:0]에 씁니다.
다음 그림과 설명에 따라 이 모드로 설정했습니다.
주소 카운터가 X 방향으로 업데이트됩니다.또한 데이터가 RAM에 기록될 때마다 Y 주소 카운터가 자동으로 1 감소하고 X 주소 카운터가 자동으로 1 증가합니다.

해당 모드 설정

내부에는 주소 카운터가 있어 자동으로 어느 방향에서 주소를 더하고 줄이며 AM을 통해 방향을 설정한다.ID 제어 더하기 빼기.
ID[0] ='1'일 때 데이터를 RAM에 쓰면 X 주소 카운터가 자동으로 1씩 증가합니다.
ID[0] = "0" 인 경우 데이터를 RAM에 쓰면 X 주소 카운터가 자동으로 1 감소합니다.
ID[1] = "1" 인 경우 데이터를 RAM에 쓰면 Y 주소 카운터가 자동으로 1 증가합니다.
ID[1] = "0" 인 경우 데이터를 RAM에 쓰면 Y 주소 카운터가 자동으로 1 감소합니다.
AM = "0" 이면 X 방향으로 주소 카운터가 업데이트됩니다.
AM = "1" 인 경우 Y 방향으로 주소 카운터가 업데이트됩니다.

창 주소를 선택하면 데이터는 ID[1:0] 및 AM 비트로 지정된 RAM 영역에 기록됩니다.

3.3. Set RAM X&Y-Address Start/End Position

  Epaper_Write_Command(0x44); //set Ram-X address start/end position   
  Epaper_Write_Data(0x00);
  Epaper_Write_Data(0x0F);    //0x0F-->(15+1)*8=128

  Epaper_Write_Command(0x45); //set Ram-Y address start/end position          
  Epaper_Write_Data(0xF9);   //0xF9-->(249+1)=250
  Epaper_Write_Data(0x00);
  Epaper_Write_Data(0x00);
  Epaper_Write_Data(0x00); 

이제 0x44, 0x45 명령을 사용해야 합니다.
0x44: A[5:0] 창의 X 방향 설정 시작 주소 0x44: B[5:0] 창의 X 방향 종료 주소 설정
0x00 및 0x0F를 각각 작성하여 X 시작 0, 종료 (15+1) *8 = 128
0x45: A[8:0] 윈도우의 Y 방향 설정 시작 주소 0x45: B[8:0] 윈도우의 Y 방향 종료 주소 설정
0x01에 기록된 0x01에 따라 식별된 패턴입니다.

249에서 시작 주소를 설정하고 0에서 종료 주소를 설정합니다.

3.3. Border Waveform Control

Epaper_Write_Command(0x3C); //BorderWaveform
  Epaper_Write_Data(0x05);

4. Load Waveform LUT

  Epaper_Write_Command(0x18); //Read built-in temperature sensor
  Epaper_Write_Data(0x80);  

5. 전자종이 스크린 이미지 출력

0x4E, 0x4F RAM 주소 카운터의 기본값 설정
0x4E:A[5:0] 현재 RAM 주소 X 방향 카운터 값 설정, X는 0 0x4F:A[7:0] 현재 RAM 주소 Y 방향 카운터 값 설정, Y는 249

Epaper_Write_Command(0x4E);   // set RAM x address count
  Epaper_Write_Data(0x00);
  Epaper_Write_Command(0x4F);   // set RAM y address count  
  Epaper_Write_Data(0xF9);
  Epaper_Write_Data(0x00);

다음으로 0x24 명령을 실행하여 GDEY0213B74라는 흑백 잉크 스크린에 대해 검은색은 0, 흰색은 1을 각각 0x00과 0xff에 대응한다.

//////////////////////Single display///////////////////////////////////

void EPD_WhiteScreen_Black(void)
{
   unsigned int i;
    Epaper_Write_Command(0x24);   //write RAM for black(0)/white (1)
    for(i=0;i<4000;i++)
    {
        Epaper_Write_Data(0x00);    
    }
    EPD_Update();
}

void EPD_WhiteScreen_White(void)
{
   unsigned int i;
    Epaper_Write_Command(0x24);   //write RAM for black(0)/white (1)
    for(i=0;i<4000;i++)
    {
        Epaper_Write_Data(0xff);    
    }
    EPD_Update();
}

*0x0C 외부 파형을 호출할 때 호출되는 명령, 이 데모에서는 다루지 않음

/////////////////////////All screen update//////////////////////////////
void EPD_WhiteScreen_ALL(const unsigned char * datas)
{
   unsigned int i;
    Epaper_Write_Command(0x24);   //write RAM for black(0)/white (1)
   for(i=0;i<4000;i++)
   {               
     Epaper_Write_Data(pgm_read_byte(&datas[i]));
   }
   EPD_Update();   
}
void EPD_WhiteScreen_ALL_Fast(const unsigned char *datas)
{
   unsigned int i;  
  Epaper_Write_Command(0x24);   //write RAM for black(0)/white (1)
   for(i=0;i<4000;i++)
   {               
      Epaper_Write_Data(pgm_read_byte(&datas[i]));
   } 
   
   EPD_Update_Fast();  
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void EPD_Update(void)
{   
  Epaper_Write_Command(0x22); //Display Update Control
  Epaper_Write_Data(0xF7);   
  Epaper_Write_Command(0x20); //Activate Display Update Sequence
  Epaper_READBUSY();  

}
void EPD_Update_Fast(void)
{   
  Epaper_Write_Command(0x22); //Display Update Control
  Epaper_Write_Data(0xC7);   
  Epaper_Write_Command(0x20); //Activate Display Update Sequence
  Epaper_READBUSY();   

}
void EPD_Part_Update(void)
{
  Epaper_Write_Command(0x22);//Display Update Control 
  Epaper_Write_Data(0xFF);   
  Epaper_Write_Command(0x20); //Activate Display Update Sequence
  Epaper_READBUSY();      
}
void EPD_DeepSleep(void)
{  
  Epaper_Write_Command(0x10); //enter deep sleep
  Epaper_Write_Data(0x01); 
  delay(100);
}
void Epaper_READBUSY(void)
{ 
  while(1)
  {   //=1 BUSY
     if(isEPD_W21_BUSY==0) break;
  }  
}

5.1 Display Update Control

위의 코드 세그먼트는 세 가지 전자종이 업데이트하는 방법을 설계합니다.

EPD_Update        Epaper_Write_Data(0xF7);

EPD_Update_Fast   Epaper_Write_Data(0xC7);

EPD_Part_Update   Epaper_Write_Data(0xFF);

Epaper_Write_Command(0x21); //  Display update control
  Epaper_Write_Data(0x00);    
  Epaper_Write_Data(0x80);

0x00은 다음과 같습니다.
A[7:4] 0000-Normal
A[3:0] 0000-Normal
B[7] 쓰기 0x80은 1, S8toS167(쓰기 0x00은 S0toS175)
0x80을 0x00으로 변경하면 전체 화면을 8bit 위로 이동하는 것과 같은 실제 효과

for(i=0;i<4000;i++)

출처: Ap_29demo.h

const unsigned char gImage_basemap[4000]

따라서 이미지의 해상도는 250x122여야 하며 이미지 처리 지침 문서의 단계를 따릅니다 (Image2LCD 소프트웨어와 함께 사용).

또한 Good Display의 온라인 도구인 -ImageToArray를 직접 사용하여 이미지 해상도가 250x122를 충족하고 이미지 형식이 jpg, png을 지원하는지 확인할 수 있습니다.

수직 스캔을 선택한 경우 4000바이트가 나옵니다.

수평 스캔을 선택한 경우 3904 바이트가 나옵니다. for(i=0;i<3904;i++)

6. 스크린 화면 업데이트 완료, 수면

void EPD_DeepSleep(void)
{  
  Epaper_Write_Command(0x10); //enter deep sleep
  Epaper_Write_Data(0x01);