STM32——定时器从模式：复位、门控、触发，三种方式控制定时器

开篇

上篇让 TIM2 数外部脉冲，走的是 ETR 直连的外部时钟模式二（结尾顺带介绍了从模式下的模式一）。除了外部时钟模式一，从模式还有另外三个选项：

从模式选项	作用
复位模式	触发信号让定时器复位
门控模式	电平控制定时器跑/停
触发模式	触发信号启动定时器

外部时钟决定”数什么”，这三个模式决定”怎么数”。下面分开讲。

上篇：STM32——定时器外部时钟：让GPIO脉冲驱动计数器，给传送带测距测速

一、复位模式：触发信号让计数器清零重来

1. 原理

① 触发信号怎么走：本篇走 TI1 通道

上篇的 PA0 走 ETR 直连（外部时钟模式二）。这篇把 PA0 换回输入通道 TI1 的身份，走的是上篇末尾”不同的配置方式”里介绍过的那条路——TI1FP1：

1	PA0(TI1) → 输入滤波 → 边沿检测 → TI1FP1 → 触发器 → 从模式控制器

和 ETR 直连相比，这条路径多经过一道触发器做信号选择；更关键的区别在从模式控制器收到触发脉冲后干什么——上篇是”把它当计数脉冲数一下”，这次是”执行一次复位”：

PA0 ──► [输入滤波×15] ──► [边沿检测：上升沿] ──► TI1FP1 ──► [触发器] ──► 从模式控制器
                                                                        │
                                                            从模式 = 复位模式
                                                                        ▼
                                                     CNT 立刻清零 + 产生更新事件

② 复位做了什么：相当于触发了一次更新事件

触发沿一到，从模式控制器执行的动作，相当于定时器自己触发了一次更新事件——和数满 ARR 自动重载产生的是同一个事件。这次更新带来三件事：

CNT 立刻归零——不管它刚才数到哪（比如 6789），直接回到 0 重新开始
PSC、ARR 的新值立刻生效——运行中改了预分频或重载值，触发瞬间就生效，不用等这一轮数完
产生更新事件——开了更新中断，就会进 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback

注意第 3 点：复位同样会进更新中断，回调里并不知道这次是”复位”还是”自动重载”带来的——这正是第二章 TRIGGER 标志区分法的由来。

③ 和自动重载的本质区别：归零的时机不同

	自动重载	复位模式
谁发起	定时器自己（CNT 数到 ARR）	外部触发信号
什么时刻	时间固定，一轮接一轮	说不准，信号一到就复位
PSC/ARR 生效时	数满这一轮	任何一次触发瞬间

那有了自动重载，为什么还需要复位模式？差别在于归零的时机：

自动重载：清零跟着时间走——CNT 数满 ARR 就归零，跟传送带转到哪没关系
复位模式：清零跟着物理位置走——转够一整圈才清零，清零的瞬间正好对应”走完一圈”

还是传送带测距这个场景，两种做法对比：

	只用自动重载	复位模式
什么时候清零	数满 10000 下就清零（时间固定），圈可能还没转完	每转一整圈、触发点扫到传感器时
读到的 CNT 是什么	说不清——可能是圈中某个位置，也可能已经跨圈	“这一圈从起点走了多远”

2. CubeMX 配置

新建工程 Tim_SlaveMode，TIM2 配置如下（与上篇的差别：时钟源改回内部、从模式改复位）：

设置项	值	说明
Clock Source	Internal Clock	不做外部计数，改回内部 8MHz 时钟
Slave Mode	Reset Mode（复位模式）	/
Trigger Source	TI1FP1	PA0 上的 TI1，滤波后输出 TI1FP1 进触发器
Trigger Polarity	Rising（上升沿）	上升沿触发复位
Trigger Filter	15	沿用上篇经验，滤掉循迹模块抖动
Prescaler	8000-1	8MHz÷8000=1kHz，1 毫秒计数一次
Counter Period	10000-1	数 10000 下，10 秒自动重载一次
Counter Mode	Up	从 0 数到 9999
NVIC → TIM2 global interrupt	勾选	开更新中断，观察自动重载

串口用阻塞发送 HAL_UART_Transmit 就够——延时要求不严，不需要中断或 DMA。

3. 代码：复位模式

CubeMX 生成后，MX_TIM2_Init 自带 sSlaveConfig.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_RESET。main.c 的改动全在 USER CODE 区：

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <string.h>
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PV */
char updataMsg[] = "自动重装载";    /* 自动重载提示 */
char triggerMsg[] = "从模式触发";   /* 复位触发提示 */
/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 0 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim == &htim2)
    {
        /* 触发器标志置位了：说明这次更新是外部复位带进来的 */
        if(__HAL_TIM_GET_FLAG(htim, TIM_FLAG_TRIGGER) == SET)
        {
            __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(htim, TIM_FLAG_TRIGGER);   /* 手动清掉，留着会误判 */
            HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)triggerMsg, strlen(triggerMsg), 100);       /* 从模式触发 */
        }
        else
        {
            HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)updataMsg, strlen(updataMsg), 100);        /* 自动重载 */
        }
    }
}
/* USER CODE END 0 */

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);    /* 启动定时器（中断模式） */
int counter = 0;
char message[20] = "";
/* USER CODE END 2 */

主循环：

while (1)
{
    counter = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);   /* 读 CNT 当前值 */
    sprintf(message, "counter:%d", counter);    /* 拼成字符串 */
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)message, strlen(message), 100);
    HAL_Delay(2000);                            /* 每 2 秒印一次 */
}

代码	作用
`HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2)`	置 CEN 并开更新中断
`__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2)`	读 CNT 寄存器的值
`HAL_UART_Transmit`	阻塞发字符串，串口 115200

二、怎么区分”复位触发”和”自动重载”？

两种事件都会触发更新中断，代码里怎么分辨？看定时器的触发器中断标志位：

标志位	宏定义	谁置位	谁清
更新事件标志	`TIM_FLAG_UPDATE`	自动重载 / 复位	HAL 中断里自动清
触发器标志	`TIM_FLAG_TRIGGER`	从模式控制器收到触发信号	HAL 不清，要手动清

关键在最后一行：HAL 库只清更新标志，触发器标志得自己清。所以更新中断里先读 TRIGGER：置位说明本次是外部触发（复位模式），没置位就是自然重载。

上面代码里的那个 if 拆开看就是这两步：

/* ① 触发器标志置位了，说明这次更新是外部复位带进来的 */
if(__HAL_TIM_GET_FLAG(htim, TIM_FLAG_TRIGGER) == SET)
{
    /* ② 先清掉标志（不清下次会误判），再打印"从模式触发" */
    __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(htim, TIM_FLAG_TRIGGER);
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)triggerMsg, strlen(triggerMsg), 100);
}
else
{
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)updataMsg, strlen(updataMsg), 100);   /* 触发器标志没有置位，自然重载 */
}

HAL 宏/函数	作用
`__HAL_TIM_GET_FLAG(htim, TIM_FLAG_TRIGGER)`	读触发器标志是否置位，SET 表示置位（为 1）
`__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(htim, TIM_FLAG_TRIGGER)`	清掉这个标志；不清的话它一直留着，下次会误判

TRIGGER 读完立刻清，否则下一次自动重载进来，标志还是置位状态，会被误判。

三、初始化代码解读

三种模式在代码里的差别，只有从模式那一行的取值（必要时再勾单脉冲）。下面这段代码是触发模式的配置——触发模式 + 单脉冲，如果是复位或者门控模式，只需要变下面提到的一行代码

static void MX_TIM2_Init(void)
{
    TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
    TIM_SlaveConfigTypeDef sSlaveConfig = {0};
    TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 8000-1;               /* PSC：8MHz÷8000=1kHz */
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 向上计数 */
    htim2.Init.Period = 10000-1;                 /* ARR=9999：10 秒一轮 */
    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK) { Error_Handler(); }

    sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;  /* 内部时钟（上篇是 ETR） */
    if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); }

    if (HAL_TIM_OnePulse_Init(&htim2, TIM_OPMODE_SINGLE) != HAL_OK) { Error_Handler(); }  /* 单脉冲：数满一轮自动停 */

    sSlaveConfig.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_TRIGGER;         /* 从模式 = 触发模式（CubeMX 的 Trigger Mode） */
    sSlaveConfig.InputTrigger = TIM_TS_TI1FP1;             /* 触发源 = TI1FP1（PA0） */
    sSlaveConfig.TriggerPolarity = TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING;  /* 上升沿触发 */
    sSlaveConfig.TriggerFilter = 15;                       /* 输入滤波器 15 档，滤掉循迹模块抖动 */
    if (HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&htim2, &sSlaveConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); }

    sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;    /* 主模式默认：更新事件输出 TRGO，本工程用不到 */
    sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); }
}

MX_TIM2_Init 里的配置，对应到寄存器的关键位如下：

代码字段	对应寄存器的位	含义
`HAL_TIM_OnePulse_Init(TIM_OPMODE_SINGLE)`	CR1.OPM=1	单脉冲模式：数满一轮自动停，等下一次触发
`TIM_SLAVEMODE_TRIGGER`	SMCR.SMS[2:0]=100	从模式：触发（检测到沿 → 启动计数）
`InputTrigger = TI1FP1`	SMCR.TS[4:0]	触发信号选 TI1 滤波后的输出
`TriggerPolarity`	CCER.CC1P	上升沿有效
`TriggerFilter=15`	SMCR.TF[3:0]	采样 15 次确认（滤抖动）
`TIM_TRGO_RESET`	CR2.MMS[2:0]=000	主模式默认：更新事件时 TRGO 复位，本工程用不到

复位、门控、触发三种模式，CubeMX 里只改一个下拉，落到寄存器上就是 SMCR 的 SMS[2:0] 三位：

CubeMX 的 Slave Mode	代码里的宏	SMS[2:0]	行为
Reset Mode（复位）	`TIM_SLAVEMODE_RESET`	010	触发信号清零重数
Gated Mode（门控）	`TIM_SLAVEMODE_GATED`	011	电平开门计数、关门暂停
Trigger Mode（触发）	`TIM_SLAVEMODE_TRIGGER`	100	触发边沿启动计数
（触发时另勾 One-Pulse）	`TIM_OPMODE_SINGLE`	CR1.OPM=1	数满一轮自动停止

所以三种模式只是 CubeMX 改一个下拉 + 必要时勾单脉冲，生成代码自动对应上述宏，上层代码几乎不用动。

四、门控模式：高电平就数，低电平就停

1. 原理

① “门”是什么：用电平控制计数器的时钟

前面学过的复位、外部计数里，触发信号都是一闪而过的沿；门控模式不一样，它把触发信号看成一把持续的电平闸门，直接控制计数器的时钟通断：

触发信号（持续电平）──► 从模式控制器（门控模式）
                              │
                 ┌────────────┴────────────┐
                 ▼                         ▼
           高电平 = 门打开             低电平 = 门关上
           内部时钟送进计数器         时钟被掐断
           CNT 照常 +1               CNT 停在原值（不归零、不清零）

门打开时计数器照常数，门关上时计数暂停——CNT 拿住当前值一动不动，等门再开，接着数。所以门控的效果是暂停/继续，跟复位那种”清零重来”是两码事。

② 门沿：置位 TRIGGER，但不产生更新事件

开关门的一瞬间（电平跳变沿），从模式控制器同样会置位 TRIGGER 标志——但它不做复位、不产生更新事件（更新事件只在计数溢出时才有）。

所以门控模式下，在更新中断里判断 TRIGGER 没有意义：门沿根本不触发更新中断，回调只在计数溢出时进来；而门沿留下的 TRIGGER 标志，又可能被下一次溢出”带进”回调，造成误判。要判断门的开关，得在主循环里轮询 TRIGGER（见下节代码）。

③ 极性反转

CubeMX 里如果把 Trigger Polarity 改成 Falling（下降沿有效），高低电平对门的控制就反过来：低电平 = 开门计数，高电平 = 关门暂停。

④ 能干什么

门控最有用的场景是测信号的时间宽度：门开多久，计数器就数多久——门的开启时间 = 计数增量 × 计数周期（本篇 1ms），由此反推出一个电平持续了多久。也常用于”条件计数”：只有某个条件满足（门开）时才累计。

2. 配置

CubeMX 只改一处：Slave Mode 从 “Reset Mode” 改成 **”Gated Mode（门控）”**，其余不变。

3. 代码：门控模式

代码改动就一处：TRIGGER 判断从更新中断挪到主循环。原因上一节说了——门沿只置标志、不触发更新中断，放主循环轮询，门沿后最多 2 秒就能抓到，和自动重载互不干扰。

/* 更新中断只发"自动重载"提示，TRIGGER 判断移到主循环 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim == &htim2)
    {
        HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)updataMsg, strlen(updataMsg), 100);
    }
}

while (1)
{
    if(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_TRIGGER) == SET)
    {
        __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_TRIGGER);   /* 门沿到了，清标志 */
        HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)triggerMsg, strlen(triggerMsg), 100);
    }
    counter = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);
    sprintf(message, "counter:%d", counter);
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)message, strlen(message), 100);
    HAL_Delay(2000);
}

五、触发模式：边沿一到才开始数

1. 原理

① 触发模式：只负责启动，不负责停止

触发模式只管一件事：检测到触发沿，让定时器开始计数。触发沿过去之后，定时器自己接着数，不需要持续控制：

触发信号 ──► 从模式控制器（触发模式）
                     │
                   沿一到 → CEN 置 1 → 计数器开跑
                     │
             ┌───────┴───────┐
             ▼               ▼
    触发只负责启动      数满一轮自动重载，继续循环
    （再来沿也不停）    （CEN 保持 1，不会自己停）

所以触发模式只启动、不停止。配置好后即使调了 HAL_TIM_Base_Start_IT，计数器也不会自己跑起来——CNT 停在 0，直到触发沿到来。串口一直打印 counter:0，就是还没触发的状态。

② 单脉冲模式：数满一轮自动停

光”启动”还不够，很多场景要”触发一次、数一轮、就停”。这时勾上 One-Pulse Mode（单脉冲模式），硬件的动作变成：

1
2
3

触发沿 → CEN=1 → 开始计数 → 数满 ARR → 更新事件 + 硬件自动清 CEN → 停止
   ▲                                                            │
   └──────── 下一次触发沿 → CEN=1 → 再数一轮 → 再自动停 ◄────────┘

单脉冲模式下，计数器数满溢出、产生更新事件的同时，硬件自动把 CEN 清零，定时器随之停止，等下一次触发沿再来。

	常规模式	单脉冲模式
数满之后	自动重载，接着循环	自动停止，等下一次触发
应用	连续计数	“一次触发、一轮计数”

③ 能干什么

触发模式最典型的场景：外部事件来了才开始计时。比如光电开关扫到一下 → 定时器启动 → 数满一轮（固定时长）→ 自动停；再来一下再数一轮，每轮之间互不干扰。配合单脉冲，就是一个触发脉冲 → 自动数一轮 → 自动停。

2. 配置

CubeMX 改两处：

设置项	值
Slave Mode	Trigger Mode（触发模式）
One-Pulse Mode	勾选（Single Pulse）

这个配置下，定时器默认不会自己启动计数——HAL_TIM_Base_Start_IT 打开的是”等待触发”的状态，没有触发信号时 CNT 一直停在 0。

3. 代码：触发模式 + 单脉冲

/* USER CODE BEGIN 0 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim == &htim2)
    {
        HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)updataMsg, strlen(updataMsg), 100);
    }
}
/* USER CODE END 0 */

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);    /* 启动等待触发：没触发时 CNT 是 0 */
int counter = 0;
char message[20] = "";
/* USER CODE END 2 */

while (1)
{
    if(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_TRIGGER) == SET)
    {
        __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_TRIGGER);
        HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)triggerMsg, strlen(triggerMsg), 100);
    }
    counter = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);
    sprintf(message, "counter:%d", counter);
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)message, strlen(message), 100);
    HAL_Delay(2000);
}

六、三种模式对比总表

	复位模式	门控模式	触发模式
干的事	触发 = 清零重来	门开就数、门关就停	触发 = 开跑（配单脉冲：跑完一轮停）
对计数器	复位到 0	暂停/继续（不丢）	启动计数
门沿 / 触发沿	产生更新事件	只置 TRIGGER，无更新事件	只置 TRIGGER，无更新事件
计数溢出	有更新事件	有更新事件	有更新事件
TRIGGER 标志	复位时置位	门沿置位	触发沿置位
实用场景	每圈归零测距	选通计数、测门时间	触发后一轮计时

怎么选：归零用复位；暂停/继续用门控；触发后跑一轮用触发 + 单脉冲。

七、数据流全链路

以触发模式为例，信号从光电开关一路走到串口：

光电开关 DO ──► PA0(TI1) ──► 输入滤波(15次) ──► 上升沿检测
                                          │
                          触发脉冲 TI1FP1 进触发器（三选一：TI1FP1/TI2FP2/TI1ED）
                                          │
                    ┌─────────────────────┴────────────────────┐
                    ▼                                          ▼
         从模式控制器（触发模式）：                     置位 TRIGGER 标志
         检测到沿 → 启动 CEN                              │
         （单脉冲：一轮后自动停）                  主循环轮询 → 打印"从模式触发"
                    │
         内部时钟 8MHz → PSC 分频 1kHz → CNT 每毫秒 +1
                    │
                    ▼
         CNT 数到 9999 溢出 → 更新事件 → 更新中断
                    │
                    ▼
         HAL_TIM_PeriodElapsedCallback 打印"自动重装载"
                    │
        主循环每 2 秒读 CNT（__HAL_TIM_GET_COUNTER）
                    │
                    ▼
         sprintf → USART2 串口（115200）显示

八、上电时多出的第一次”自动重装载”

烧录后上电，还没到 10 秒周期，串口往往先打出一条”自动重装载”。原因是：MX_TIM2_Init 初始化时会把更新标志置位（和上篇 loop 初始化为 -1 抵消的是同一件事），中断一开，CPU 立刻响应一次更新中断。解决：启动前先清一次更新标志。

1 2	__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_UPDATE); /* 启动前清一次更新标志 */ HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);

清标志有两套写法，效果一样——都是清同一个更新标志：

HAL_TIM_ClearFlag(&htim2, TIM_FLAG_UPDATE)
HAL_TIM_ClearIT(&htim2, TIM_IT_UPDATE)

清这一次之后重启，就不会再多打一条。

九、效果展示

https://www.bilibili.com/video/BV19Db86DEvk?vd_source=5a111e8d49f70e532d36ddb73be3d0aa&p=2&spm_id_from=333.788.videopod.episodes

十、实操步骤

CubeMX 新建工程 Tim_SlaveMode，主频保持 8MHz（理由见上篇滤波章节）
TIM2：Clock = Internal Clock、PSC=8000-1、Period=10000-1、向上计数
Slave Mode = Reset Mode、Trigger = TI1FP1、极性 Rising、Filter=15
勾选 TIM2 global interrupt（NVIC）；USART2 115200
生成代码，补齐 main.c 的 include / PV / 回调 / 启动 / 主循环（见上文）
编译烧录，接串口线（USART2 对应调试口），波特率 115200
接线：光电开关 DO → PA0，VCC/GND 接 3.3V/GND（与上篇一致，PA0 复用 TI1 或 ETR）
编译烧录，对照”效果展示”一节观察复位模式现象
依次把 Slave Mode 改成门控、触发（+单脉冲），对照”效果展示”观察三档表现差异

总结

新知识点	记住这点
复位模式	触发信号清零计数器并触发更新中断（TRIGGER 标志可以区分）
门控模式	高电平计数 / 低电平暂停，门沿只置 TRIGGER 不触发更新中断
触发模式	触发信号让计数开始跑，跑满一轮停（配单脉冲用）
TRIGGER 标志	从模式控制器置位，HAL 不自动清，记得手动清
单脉冲模式	重载一次后自动停止，配合触发模式使用

对比上篇：上篇把从模式当成外部脉冲的”计数源”；这篇把从模式当成定时器的”开关闸门”。

参考资源

【STM32】一看就懂的定时器从模式讲解（keysking 第18集）：https://www.bilibili.com/video/BV1mU421o7vt/
波特律动文档站
上篇：STM32——定时器外部时钟