DMA（Direct Memory Access，直接存储器访问）允许不同速度的硬件装置直接沟通，而不需要依赖于 CPU 的大量中断负载。

基本原理#

DMA 是什么#

DMA 提供外设 / 存储器或存储器 / 存储器之间的高速数据传输，其过程中无需占用 CPU 资源。

如上图所示，STM32F4 系列有两个 DMA 控制器，共 12 通道（DMA1 有 7 个，DMA2 有 5 个）。DMA 控制器与 Cortex-M3 核心共享系统的数据总线。

简单地理解，当 CPU 懒得把一大串数据转移到另一个地方，或者说它还有更重要的事情要做的时候，就可以把这个任务丢给 DMA 去干，DMA 干完 / 出问题了跟 CPU 说一声就行。

DMA 的使用场景#

• 串口通讯：最常见的使用情况，当有大量数据从串口读入或者写入的时候，让 DMA 处理。这样可以将 CPU 解放出来，让 CPU 处理更重要的事情。
• ADC：一般在需要 ADC 时的通道扫描模式下，可以用 DMA 处理。
• SD 卡读写：需要往 SD 卡里面读写大量数据的时候，一般也用 DMA 来处理。

DMA 的传输方向#

• P2P（Peripheral to Peripheral，从外设到外设）。
• P2M（Peripheral to Memory，从外设到内存）：一般用于传感器通过串口发送读数回单片机。
• M2P（Memory to Peripheral，从内存到外设）：一般用于单片机通过串口发送数据到执行器。
• M2M（Memory to Memory，从内存到内存）：MCU 内部的数据转移，常见于 Buffer 之间互相转移数据，或者从 Buffer 读写数据。只有 DMA2 能够进行 M2M 操作。

DMA 的传输模式#

• DMA_Mode_Normal：正常模式。任务完成后就停止 DMA，如果还需使用，要再次手动启动。
• DMA_Mode_Circular： 循环传输模式。当传输结束时，硬件自动会将传输数据量寄存器进行重装，进行下一轮的数据传输。

常用的 DMA 函数参考#

串口 DMA 发送数据#

功能：串口通过 DMA 发送指定长度的数据。
参数：

• UART_HandleTypeDef *huart：UATR 的别名（如 : UART_HandleTypeDef huart1 -> huart1）
• *pData：需要发送的数据
• Size：发送的字节数

串口 DMA 接收数据#

功能：串口通过 DMA 接收指定长度的数据。
参数：

• UART_HandleTypeDef *huart：UATR 的别名（如 : UART_HandleTypeDef huart1 -> huart1）
• *pData：需要存放接收数据的数组
• Size：接收的字节数

串口 DMA 恢复函数#

作用：恢复 DMA 的传输
返回值：0（正在恢复）；1（已经完成恢复）

DMA 串口传输实验#

在 CubeMX 内配置 DMA#

串口部分的配置请参考文章 HAL 库开发笔记（四）- 串口通信。

配置完 USART 引脚和 NVIC 中断后，切换到 DMA Settings 标签页，按照下图进行配置：

• 点击 Add 添加通道（USART1_RX 与 USART1_TX）
• 将两个的优先级都设置为 Medium（中优先级）
• DMA 传输模式为 Normal（正常模式）
• DMA 内存地址自增，每次增加一个 Byte（字节）

随后，在 System Core 标签页找到 DMA，增加一个 MEMTOMEM 栏目，如图：

在代码内配置 DMA#

烧录程序，打开串口助手，即可看见循环发送的自定义数组。

参考与致谢#

文章作者：Power Lin
原文地址：https://wiki-power.com
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