掌握STM32 DMA传输技术：原理、配置与应用实战指南

# 1. DMA传输基础**

DMA（直接内存访问）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。这大大提高了数据传输速度，减轻了CPU的负担。

DMA传输的基本原理是：外设向DMA控制器发出请求，DMA控制器根据预先配置的传输参数，将数据从外设缓冲区直接传输到目标内存地址。传输完成后，DMA控制器会发出中断通知CPU。

DMA传输的优势包括：

- 高速数据传输：DMA传输可以达到高达数百兆字节/秒的数据传输速率，远高于CPU直接访问内存的速度。
- CPU卸载：DMA传输过程由硬件自动完成，释放了CPU资源，使其可以专注于其他任务。
- 灵活配置：DMA控制器可以灵活配置，以适应不同的数据传输需求，包括传输模式、数据大小、地址和中断设置。

# 2. DMA传输配置**

**2.1 DMA通道和流的选择**

DMA控制器通常具有多个通道和流，每个通道和流都可以独立配置。通道用于管理DMA传输的物理连接，而流用于配置DMA传输的具体参数。

对于STM32微控制器，每个DMA控制器有7个通道和8个流。通道和流的选择取决于外设和传输需求。例如，如果需要从UART外设传输数据，则需要选择与UART外设关联的通道。

**2.2 DMA传输模式和中断设置**

DMA传输模式指定DMA传输数据的方向和方式。STM32 DMA控制器支持以下传输模式：

- **内存到外设 (M2P)**：从内存传输数据到外设。
- **外设到内存 (P2M)**：从外设传输数据到内存。
- **内存到内存 (M2M)**：在内存之间传输数据。

中断设置允许在DMA传输完成或发生错误时触发中断。STM32 DMA控制器支持以下中断：

- **传输完成中断 (TCIE)**：在DMA传输完成时触发。
- **半传输完成中断 (HTIE)**：在DMA传输完成一半时触发。
- **错误中断 (TEIE)**：在DMA传输发生错误时触发。

**2.3 DMA数据传输大小和地址配置**

DMA数据传输大小指定每次传输的数据字节数。STM32 DMA控制器支持以下数据传输大小：

- **字节**
- **半字**
- **字**
- **双字**

DMA地址配置指定源地址和目标地址，即数据传输的起点和终点。源地址和目标地址可以是内存地址或外设寄存器地址。

**2.4 DMA传输优先级和请求源**

DMA传输优先级指定DMA传输的优先级。STM32 DMA控制器支持以下优先级：

- **低优先级**
- **中优先级**
- **高优先级**

DMA请求源指定触发DMA传输的事件。STM32 DMA控制器支持以下请求源：

- **外设请求**：由外设触发的DMA传输。
- **软件请求**：由软件触发的DMA传输。
- **定时器请求**：由定时器触发的DMA传输。

**代码块：DMA传输配置示例**

// DMA通道和流选择
DMA_Channel_TypeDef* dma_channel = DMA1_Channel5;
DMA_Stream_TypeDef* dma_stream = DMA1_Stream0;

// DMA传输模式设置
dma_stream->CR &= ~DMA_SxCR_DIR; // 设置内存到外设传输模式

// DMA中断设置
dma_stream->CR |= DMA_SxCR_TCIE; // 启用传输完成中断

// DMA数据传输大小设置
dma_stream->NDTR = 100; // 设置传输数据量为100字节

// DMA地址配置
dma_stream->PAR = (uint32_t)&source_buffer; // 设置源地址
dma_stream->M0AR = (uint32_t)&destination_buffer; // 设置目标地址

// DMA传输优先级设置
dma_stream->CR |= DMA_SxCR_PL_1; // 设置高优先级

// DMA请求源设置
dma_stream->CR |= DMA_SxCR_CHSEL_2; // 设置定时器2请求源

**逻辑分析：**

这段代码配置了DMA传输的各个参数。它选择DMA1控制器中的通道5和流0，设置传输模式为内存到外设，启用传输完成中断，设置传输数据量为100字节，配置源地址和目标地址，设置高优先级，并选择定时器2作为DMA请求源。

# 3. DMA传输实践

### 3.1 DMA传输初始化和启动

**DMA传输初始化**

DMA传输初始化包括配置DMA通道、流和相关寄存器。通常使用HAL库函数来进行初始化，例如：

HAL_DMA_Init(&hdma);

其中，`hdma`是DMA句柄，需要在程序中预先声明。

**DMA传输启动**

DMA传输启动后，DMA控制器将自动执行数据传输。启动传输可以使用以下函数：

HAL_DMA_Start(&hdma, srcAddr, dstAddr, transferSize);

其中：

- `srcAddr`：源地址
- `dstAddr`：目标地址
- `transferSize`：传输字节数

### 3.2 DMA传输数据缓冲区的管理

**源缓冲区**

源缓冲区存储要传输的数据。DMA控制器将从源缓冲区读取数据。

**目标缓冲区**

目标缓冲区存储传输后的数据。DMA控制器将数据写入目标缓冲区。

**缓冲区对齐**

DMA传输要求源缓冲区和目标缓冲区的地址对齐。对齐方式取决于DMA控制器和外设。例