STM32单片机：DMA数据传输，提高系统吞吐量与效率

# 1. STM32 DMA概述

**1.1 DMA简介**

DMA（直接存储器访问）是一种硬件外设，可以自动在存储器和外设之间传输数据，无需CPU干预。这大大提高了数据传输效率，减轻了CPU的负担。

**1.2 DMA架构**

STM32 DMA架构由多个DMA通道组成，每个通道负责一个特定的数据传输任务。DMA通道可以配置为从各种外设（如UART、SPI、ADC）接收或发送数据。

# 2. DMA编程技巧

### 2.1 DMA通道和数据流配置

DMA通道和数据流配置是DMA编程的基础，本章节将详细介绍DMA通道配置和初始化、数据流配置和启动的过程。

#### 2.1.1 通道配置和初始化

DMA通道配置和初始化涉及以下步骤：

1. **选择DMA通道：**根据外设和数据传输方向选择合适的DMA通道。
2. **配置DMA寄存器：**设置DMA控制寄存器（DMA_C0CR）、DMA数据传输寄存器（DMA_C0DAR）、DMA数据长度寄存器（DMA_C0DLR）和DMA中断寄存器（DMA_C0ISR）。
3. **使能DMA通道：**设置DMA_C0CR寄存器的EN位，使能DMA通道。

#### 2.1.2 数据流配置和启动

数据流配置和启动涉及以下步骤：

1. **配置数据流：**设置DMA数据流寄存器（DMA_C0DR）、DMA数据流大小寄存器（DMA_C0DSR）和DMA数据流模式寄存器（DMA_C0DCR）。
2. **启动数据流：**设置DMA_C0CR寄存器的EN位，启动数据流。

### 2.2 DMA中断处理

DMA中断处理是DMA编程的重要组成部分，本章节将介绍DMA中断源配置和中断处理函数编写的过程。

#### 2.2.1 DMA中断源配置

DMA中断源配置涉及以下步骤：

1. **选择DMA中断源：**根据需要配置DMA传输完成中断、半传输完成中断和传输错误中断。
2. **使能DMA中断：**设置DMA_C0CR寄存器的IE位，使能DMA中断。

#### 2.2.2 中断处理函数编写

中断处理函数编写涉及以下步骤：

1. **清除DMA中断标志：**清除DMA_C0ISR寄存器中的中断标志位。
2. **处理数据：**根据中断类型处理数据，如传输完成、半传输完成或传输错误。
3. **重新配置DMA：**如果需要，重新配置DMA通道和数据流。

# 3 DMA实践应用

### 3.1 DMA在数据传输中的应用

DMA在数据传输中的应用非常广泛，可以极大地提高数据传输效率。DMA可以实现以下两种数据传输模式：

#### 3.1.1 内存到外设的数据传输

这种模式下，DMA控制器将数据从内存中读取并传输到外设中。例如，可以使用DMA将数据从内存中传输到USART发送缓冲区，从而实现数据的串口发送。

**代码块：**

// 内存到外设数据传输
void DMA_MemToPeriph(void)
{
    // 配置DMA通道和数据流
    DMA_Channel_Config(DMA_Channel_1, DMA_DIR_MemoryToPeripheral, DMA_Priority_High);
    DMA_DataStream_Config(DMA_Channel_1, (uint32_t)&data_buffer, (uint32_t)&USART_TX_DR, data_size);

    // 启动DMA传输
    DMA_Start(DMA_Channel_1);
}

**逻辑分析：**

* DMA_Channel_Config()函数配置DMA通道和数据流，设置DMA传输方向为内存到外设，优先级为高。
* DMA_DataStream_Config()函数配置DMA数据流，指定数据源地址、数据目标地址和传输数据量。
* DMA_Start()函数启动DMA传输。

#### 3.1.2 外设到内存的数据传输

这种模式下，DMA控制器将数据从外设中读取并传输到内存中。例如，可以使用DMA将数据从ADC采样结果寄存器中传输到内存中，从而实现数据的采集和存储。

**代码块：**

// 外设到内存数据传输
void DMA_PeriphToMem(void)
{
    // 配置DMA通道和数据流
    DMA_Channel_Config(DMA_Channel_2, DMA_DIR_PeripheralToMemory, DMA_Priority_Medium);
    DMA_DataStream_Config(DMA_Channel_2, (uint32_t)&ADC_DR, (uint32_t)&data_buffer, data_size);

    // 启动DMA传输
    DMA_Start(DMA_Channel_2);
}

**逻辑分析：**

* DMA_Channel_Config()函数配置DMA通道和数据流，设置DMA传输方向为外设到内存，优先级为中。
* DMA_DataStream_Config()函数配置DMA数据流，指定数据源地址、数据目标地址和传输数据量。
* DMA_Start()函数启动DMA传输。

### 3.2 DMA在系统控制中的应用

DMA不仅可以用于数据传输，还