STM32单片机C语言DMA传输：DMA原理、配置和数据传输的专业级解析

# 1. DMA原理和架构**

DMA（直接存储器访问）是一种硬件机制，允许外设直接与内存进行数据传输，而无需CPU的干预。这可以大大提高数据传输速度，减少CPU负载。

STM32单片机中的DMA控制器具有以下主要架构：

- **DMA通道：**每个DMA控制器有多个通道，每个通道可以独立配置和控制。
- **DMA请求源：**DMA通道可以响应各种外设或内部事件的请求，触发数据传输。
- **DMA传输控制器：**传输控制器负责管理数据传输，包括源地址、目标地址、传输大小和传输类型。
- **DMA中断控制器：**中断控制器用于处理DMA传输完成或错误等事件。

# 2. DMA配置和初始化

### 2.1 DMA通道配置

DMA通道配置是DMA初始化过程中的关键步骤。它定义了DMA传输的源和目标地址、传输数据类型和传输方向。STM32单片机有多个DMA通道，每个通道都可以配置为传输不同的数据流。

DMA通道配置通常通过DMA控制寄存器（DMA_CNDTRx）来完成。该寄存器包含以下字段：

- **DIR**：传输方向，0表示从外设到内存，1表示从内存到外设
- **M2M**：内存到内存传输标志，0表示外设到内存或内存到外设传输，1表示内存到内存传输
- **PL**：优先级，0-3表示优先级，优先级高的通道优先传输
- **PSIZE**：外设数据大小，0表示8位数据，1表示16位数据，2表示32位数据
- **MSIZE**：内存数据大小，0表示8位数据，1表示16位数据，2表示32位数据
- **CIRC**：循环传输标志，0表示非循环传输，1表示循环传输
- **PINC**：外设地址递增标志，0表示外设地址不递增，1表示外设地址递增
- **MINC**：内存地址递增标志，0表示内存地址不递增，1表示内存地址递增

以下代码示例展示了如何配置DMA通道：

/* 配置DMA通道1，从外设传输32位数据到内存 */
DMA_CNDTR1 = 100;  // 传输100个32位数据
DMA_CNDTR1 |= DMA_DIR_0to1;  // 从外设到内存
DMA_CNDTR1 |= DMA_PSIZE_32bit;  // 外设数据大小为32位
DMA_CNDTR1 |= DMA_MSIZE_32bit;  // 内存数据大小为32位

### 2.2 DMA中断配置

DMA中断配置允许在DMA传输完成或发生错误时触发中断。中断配置通常通过DMA中断控制寄存器（DMA_CCR1）来完成。该寄存器包含以下字段：

- **TCIE**：传输完成中断使能标志，0表示传输完成中断禁用，1表示传输完成中断使能
- **HTIE**：半传输中断使能标志，0表示半传输中断禁用，1表示半传输中断使能
- **TEIE**：传输错误中断使能标志，0表示传输错误中断禁用，1表示传输错误中断使能
- **DMEIE**：直接模式错误中断使能标志，0表示直接模式错误中断禁用，1表示直接模式错误中断使能

以下代码示例展示了如何配置DMA中断：

/* 配置DMA通道1中断，使能传输完成中断 */
DMA_CCR1 |= DMA_TCIE;

### 2.3 DMA传输数据类型配置

DMA传输数据类型配置定义了DMA传输数据的类型。STM32单片机支持多种数据类型，包括8位、16位和32位数据。数据类型配置通常通过DMA控制寄存器（DMA_CNDTRx）来完成。该寄存器包含以下字段：

- **PSIZE**：外设数据大小，0表示8位数据，1表示16位数据，2表示32位数据
- **MSIZE**：内存数据大小，0表示8位数据，1表示16位数据，2表示32位数据

以下代码示例展示了如何配置DMA传输数据类型：

/* 配置DMA通道1传输32位数据 */
DMA_CNDTR1 |= DMA_PSIZE_32bit;
DMA_CNDTR1 |= DMA_MSIZE_32bit;

# 3. DMA数据传输

### 3.1 DMA单次传输

DMA单次传输是最基本的传输模式，它允许一次性传输一个数据块。在单次传输模式下，DMA控制器会在传输完成时产生一个中断。

**配置单次传输：**

/* 使能DMA通道 */
LL_DMA_EnableChannel(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1);

/* 设置传输方向 */
LL_DMA_SetDataTransferDirection(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_DIRECTION_MEMORY_TO_MEMORY);

/* 设置源地址 */
LL_DMA_SetMemoryAddress(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, (uint32_t)&source_buffer);

/* 设置目标地址 */
LL_DMA_SetPeriphAddress(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, (uint32_t)&destination_buffer);

/* 设置传输大小 */
LL_DMA_SetDataLength(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, sizeof(source_buffer) / sizeof(uint32_t));

/* 启动传输 */
LL_DMA_EnableStream(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1);

**逻辑分析：**

* `LL_DMA_EnableChannel()`：使能指定的DMA通道。
* `LL_DMA_SetDataTransferDirection()`：设置传输方向，从内存到内存。
* `LL_DMA_SetMemoryAddress()`：设置源地址。
* `LL_DMA_SetPeriphAddress()`：设置目标地址。
* `LL_DMA_SetDataLength()`：设置传输大小，以字为单位。
* `LL_DMA_EnableStream()`：启动传输。

### 3.2 DMA循环传输

DMA循环传输允许在不产生中断的情况下连续传输多个数据块。在循环传输模式下，DMA控制器会在传输完成时自动重新启动传输。

**配置循环传输：**

/* 使能DMA通道 */
LL_DMA_EnableChannel(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1);

/* 设置传输方向 */
LL_DMA_SetDataTransferDirection(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_DIRECTION_MEMORY_TO_MEMORY);

/* 设置源地址 */
LL_DMA_SetMemoryAddress(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, (uint32_t)&source_buffer);

/* 设置