七段顯示器的應用在生活中相當常見，可以使用GPIO的控制在不同的位元顯示數字或英文字母，呈現我們所要表達的資料。學習如何控制七段顯示器後，也可以應用在許多的掃描控制中，例如LED矩陣的跑馬燈、米字顯示器等等。
下文將以STM32L053R8Tx為示範，使用意法半導體官方所提供的Nucleo開發板，以四位元的共陽七段顯示器用掃描的方式完成該實驗，使用的IDE為Keil uVision5(MDK-ARM)，而STM32CubeMX的版本為6.2.1。
七段顯示器分為共陽與共陰，顧名思義就是共接點(COM)是接到VCC或是GND，決定我們GPIO控制的準位為何，透過下圖介紹一下七段顯示器總共有七個LED，若包含小數點則有八個LED，電路圖如下所示。
因此若為共陽極七段顯示器，控制GPIO時輸出”0”的訊號，則會使該LED亮起，反之則會熄滅。透過控制不同的LED，達到顯示數字與英文字的效果。
電路圖如下，控制的方式也是使用「掃描」，在Lesson3也是使用掃描的方式控制4×4的鍵盤，而四位元的七段顯示器使用同樣的a~dp接腳，並使用各位元的共接點控制是否顯示。
以電路圖為例，當Seg1為”0”，其餘為”1”時，則DP1會將a~dp的資料顯示出來，DP2~DP4則是全暗不顯示，接著使Seg2為”0”，其餘為”1”時，則DP2會將a~dp的資料顯示出來，DP1、DP3、DP4則是全暗不顯示，依此類推則可以控制每位元七段顯示器的顯示狀態。當我們不斷在Seg1~Seg4依序送”0”，則稱為掃描，當我們的掃描速度快於人眼可以辨識，則可以達到視覺暫留的現象，看起來四位元的七段顯示器皆亮起，並顯示不同的資料。
GPIO設定的部分與Lesson3的做法相同，前幾次已經熟悉了STM32CubeMX的使用了，在此因為使用8+4隻腳，可以直接從原本產生的程式碼進行改寫，則不用每隻接腳單獨設定，會較有效率，但若需返回STM32CubeMX重新設定和產生程式碼，在Keil所改寫的部分則會被覆蓋掉。
使用PB0~PB3作為Seg掃描訊號，而PC0~PC7作為Data，透過STM32CubeMX設置PC0、PB0後，即按下產生程式碼。進入Keil後，可以移至MX_GPIO_Init(void)查看。
如上電路圖不論掃描或資料線以Low Active，因此PC0~PC7、PB0~PB3需設置Pull-up的提升電阻。在GPIO_Init中，修改PC0的設置，PIN腳改為0x0f，轉為二進制是0b00001111，所代表的是PB0~PB3都進行Output的設置，且在Output Level預設需輸出為HIGH(SET)。而PC0的設置，PIN腳改為0xff，也需有提升電阻Pull-up，如下所示
調整完GPIO的設定後，點選Application/User/Core資料夾右鍵Add New Item to Group。
並選擇C File，名字可以自己定義，因為主要是鍵盤的副程式，因此Name為SevenSegment，而路徑一定要在Src當中，才可以直接引用。
接著重複上述，新增標頭檔Header File，檔名也是SevenSegment，路徑需在Inc當中。
打開SevenSegment.h，新增#ifndef、#define、#endif，並引用HAL的函式庫，以利下方的參數定義。
接著我們需要定義一些參數，以利我們後面的程式撰寫更簡潔及順利。首先需要定義Blank，使七段顯示器可以完全關閉，及依序讓七段顯示器掃描的Scan參數。
#define ss_scan_blank GPIOB->ODR|=0xf //blank
#define ss_data_blank GPIOC->ODR|=0xff //blank
#define ss_scan(x) GPIOB->ODR&=~(1<<x) //scan在Lesson3有提過掃描可以用Sub Function，也可以用define，依照個人習慣即可，不影響功能進行。
打開SevenSegment.c，先引用.h file，並宣告顯示的資料編碼。可以透過Debug Mode進行編碼，會更加快速且正確。
進入Debug Mode後打開GPIOB、GPIOC，按下RUN後再按下STOP，即可調整暫存器的內容，將GPIOB掃描的PB0~PB3都取消打勾(輸出Low)，則可以透過GPIOC的暫存器調整我們所要的編碼。
以數字0為例，將GPIOC中的OD0~OD5取消勾選，則可以看到七段顯示器顯示數字0，編碼為0xC0，代表我們接下來GPIOC的ODR若為0xC0，則會顯示數字0。在這邊可以有兩種解讀方式可以讓0xC0成立，會影響到我們後續的副程式撰寫。
- 使OD0~OD7為0，並將OD6、OD7寫入1
- 使OD0~OD7為1，並將OD0~OD5清除為0
從上述的方式我們可以獲得顯示0~9的編碼如下0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90，因此可以宣告一個陣列用來存放編碼。
const uint8_t ss_code[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};完成編碼後可以來撰寫輸出資料的副程式，首先我們需要先將data線路關閉後，再送新的資料，避免有殘影的現象存留，接著就將要輸出的資料依照查表法在對應的位元輸出。
Data陣列用來存放所要輸出的d0~d3，並透過scan變數去決定要讓GPIOC->ODR輸出哪個位元的資料，決定後依照ss_code的編碼去查表後輸出。
上方有提到編碼的兩種解讀方式，因為我們是共陽極七段顯示器，因此需要使用第二種使OD0~OD7為1，並將OD0~OD5清除為0。所以可以在下方程式碼看到我們反向兩次，可以分成「&=~」及「~」解讀，前者是寫入0，後者是將我們原本的資料做反向，才會取得需要寫入0的位元。
void ss_set(uint8_t scan,uint8_t d0,uint8_t d1,uint8_t d2,uint8_t d3){
uint8_t data[4]={d0,d1,d2,d3};
ss_data_blank;
GPIOC->ODR&=~~ss_code[data[scan]];
}
完成後我們到main.c，在上方匯入SevenSegment.h。
在int main中的程式碼如下，宣告scan變數為掃描的變數，由0~3依序遞加掃描，而啟動時GPIOC及GPIOB皆是遮蔽狀態(HIGH)，需先輸出資料，並遮蔽掃描線，接著開啟掃描線，並將scan變數遞加，避免速度過快因此有加一個Delay。
許多人對於輸出資料後須遮蔽掃描線較疑問，預設已經為HIGH，為什麼要再次寫入HIGH。因為下一次回到該行時，GPIOB並非遮蔽狀態，而是上一次的掃瞄狀態哦！
uint8_t scan=0;
while (1)
{
ss_set(scan,0,1,2,3);
ss_scan_blank;
ss_scan(scan);
if(++scan>3)scan=0;
HAL_Delay(1);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
完成以上則可以看到七段顯示器依序顯示0、1、2、3。
可以透過修改傳入給ss_set的參數，調整顯示的數字或文字，若要做一個計數器，則可以如下所示，可以看見count以每100ms的速度進行遞增。
uint8_t scan=0;
uint16_t time=0,count=1234;
while (1)
{
ss_set(scan,count/1000,(count/100)%10,(count/10)%10,count%10);
ss_scan_blank;
ss_scan(scan);
if(++scan>3)scan=0;
if(++time>999){
time=0;
if(++count>9999)count=0;
}
HAL_Delay(1);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
完成後可以自己嘗試搭配我們Lesson3所教到的4×4鍵盤，顯示鍵值於七段顯示器，也可以嘗試更多的編碼，讓七段顯示器能顯示的資訊內容更多。或配合Lesson1的Button，做七段的位移控制、上數下數等等不少的應用，也歡迎與我們交流或分享。