详解DMA配置全流程

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在嵌入式开发里，数据传输效率就像系统的"血液循环"——顺畅了，性能才能真正跑起来。STM32MP1系列凭" Cortex-A7+Cortex-M4 "的双核架构，加上超强的DMA子系统，成了工业控制、智能设备的香饽饽。今天就扒透它的DMA配置精髓，让数据搬运效率直接翻倍！

 

 

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一、STM32MP1 DMA架构：三引擎各司其职 STM32MP1藏着三大DMA控制器，层级分明，各管一摊高速传输： • 高速主DMA（MDMA）：系统级"数据高铁"，通过AXI总线连所有主设备，专做内存到内存的超高速传输。M4和A7双核能共享，峰值带宽飙到4.3GB/s（@533MHz），传大文件全靠它。 • 双端口DMA（DMA1/DMA2）：外设的"专属快递员"，每个控制器带8个独立数据流（共16个），每路能接116个通道请求，还有四级FIFO缓冲（32位宽），更支持硬件双缓冲——外设数据传输全靠这俩。 划重点：MDMA是双核共享资源，但DMA1/DMA2只能A7或M4单独用。分配资源时得先想清楚谁用啥，别抢。 二、DMA配置全流程：十步搭出高效通道 以M4核用DMA2为例，一步步教你配出能用的高效通道，每步都标了关键注意点。 步骤1：先开时钟，给DMA"通电" 任何外设都得先开时钟，DMA也一样，还得等时钟稳了再干活： __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE(); // 启用DMA2时钟 HAL_Delay(1); // 等1ms，确保时钟稳定 步骤2：选通道，先复位清状态 用之前先复位寄存器，避免旧配置捣乱： DMA_HandleTypeDef hdma; hdma.Instance = DMA2_Stream3; // 选DMA2的Stream3（根据需求换） HAL_DMA_DeInit(&hdma); // 复位通道，清空旧配置 步骤3：填核心参数，定传输规则 这步最关键，传输方向、地址增不增、数据宽度都在这设： hdma.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH; // 方向：内存→外设（按需换） hdma.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; // 外设地址固定（寄存器地址不变） hdma.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; // 内存地址自增（数据存在连续地址） hdma.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD; // 外设数据宽度：32位（字） hdma.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD; // 内存数据宽度：32位（跟外设对应） hdma.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; // 循环模式（持续传数据用，单次传换NORMAL） hdma.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH; // 优先级设高（关键任务用VERYHIGH） hdma.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_ENABLE; // 开FIFO，减少总线冲突 hdma.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL; // FIFO满了再传（按需调） 小提醒：FIFO模式一定要开，尤其数据宽度不一样时（比如外设8位、内存32位），能避免数据乱序。 步骤4：绑地址，告诉DMA"从哪取、往哪放" 外设地址是寄存器地址，内存地址是自己定义的缓冲区： hdma.Init.PeriphBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR; // 外设地址：ADC数据寄存器（按需换） hdma.Init.Mem0BaseAddr = (uint32_t)adc_buffer; // 内存地址：自定义缓冲区 步骤5：设传输量，说清"要传多少" 用NDTR寄存器设数据项数量，注意是"项"不是"字节"（跟数据宽度对应）： #define BUF_SIZE 1024 // 比如传1024个32位数据 hdma.Init.NDTR = BUF_SIZE; // 传输数据项数量 步骤6：选请求源，让外设"喊DMA干活" 通过DMAMUX绑定外设请求，比如ADC1要传数据，就告诉DMA"听ADC1的"： HAL_DMAEx_ConfigMuxRequest(&hdma, DMA_REQUEST_ADC1); // 绑定ADC1请求（按需换外设） 步骤7：初始化，把DMA和外设"连起来" 配置完参数，初始化DMA，再跟外设关联，让它们协同工作： HAL_DMA_Init(&hdma); __HAL_LINKDMA(&hadc1, DMA_Handle, hdma); // 把DMA和ADC1绑一起（hadc1是ADC句柄） 步骤8：开中断（可选），知道"传完没" 需要监控传输状态就开中断，比如传完了要切换缓冲区： // 设中断优先级并使能 HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream3_IRQn, 0, 0); // 优先级设高，别被打断 HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream3_IRQn); // 使能传输完成中断（还能开半传完、错误中断） __HAL_DMA_ENABLE_IT(&hdma, DMA_IT_TC); 步骤9：启动DMA，让它"跑起来" 最后一步，启动传输，之后DMA就自己干活了，不用CPU管： HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)adc_buffer, BUF_SIZE); // 启动ADC+DMA 步骤10：查状态，知道"传得怎么样" 需要时看看DMA忙不忙，还剩多少没传： HAL_DMA_StateTypeDef state = HAL_DMA_GetState(&hdma); if(state == HAL_DMA_STATE_BUSY) { // 如果正在传 uint32_t remaining = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma); // 查剩余数据量 printf("还剩 %lu 个数据没传\n", remaining); } 三、踩坑指南：4个常见问题怎么解 配DMA时总遇到奇奇怪怪的问题？这几个高频坑给你填好： 1. 缓冲区数据不更新？先查这3点 • 时钟漏开了：不光DMA时钟要开，外设时钟也得开（比如ADC时钟），少一个都不行。 • 外设没发请求：确认外设设了"DMA请求使能"（比如ADC的DMAContinuousRequests要设ENABLE），不然DMA收不到"干活信号"。 • 地址没对齐：32位传输时，缓冲区地址得是4的倍数（比如0x20000000行，0x20000001不行），对齐错了传不了。 2. 通道冲突？两招解决 • 调优先级：把关键任务（比如实时采集）的DMA设成DMA_PRIORITY_VERYHIGH，让它先抢总线。 • 换通道：用DMAMUX重新分配请求源，比如原来ADC1用Stream3，冲突了就换Stream4，只要DMAMUX里重新绑一下就行。 3. 数据错位？看位宽和FIFO • 位宽不匹配：外设是8位、内存用32位时，一定要开FIFO，再把FIFO阈值设成"4个8位数据满"（比如DMA_FIFO_THRESHOLD_QUARTER），让FIFO凑够32位再传。 • 地址增错了：内存没开MemInc，数据会全堆在一个地址；外设开了PeriphInc，会乱读寄存器——按实际需求检查这俩参数。 4. 中断不触发？查标志和NVIC • 没清标志：中断服务程序（ISR）里先调用HAL_DMA_IRQHandler(&hdma)，让库函数清标志，不然会一直触发。 • NVIC没使能：确认HAL_NVIC_EnableIRQ调用了，中断号也没写错（比如DMA2_Stream3_IRQn别写成Stream2的）。 四、性能优化：4个技巧让DMA更快 配通了还想再快？这几个技巧能榨干DMA性能： 1. 开双缓冲，消除传输间隔 循环模式下用双缓冲，DMA传缓冲区1时，CPU填缓冲区2，传完直接切，中间不耽误： // 配置突发传输（一次传4个数据，提升效率） hdma.Init.MemBurst = DMA_MBURST_INC4; hdma.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_INC4; // 启动双缓冲传输 HAL_DMAEx_MultiBufferStart(&hdma, src, dst1, dst2, length); 2. 设突发传输，占满总线带宽 把MemBurst和PeriphBurst设成DMA_MBURST_INC4（4拍突发），一次传4个数据，比单个传快得多——尤其传大数据块时，带宽能涨一大截。 3. 调FIFO阈值，适配外设速度 外设慢（比如串口）就把阈值设小（比如半满），别让FIFO等太久；外设快（比如SPI）就设大（比如满），减少传输次数——按外设速度灵活调。 4. MDMA级联，传超大文件 传几MB的大数据时，用"双口DMA+MDMA"级联：让DMA1先把外设数据传到临时缓冲区，满了就触发MDMA，MDMA再把临时数据传到大内存——全程不用CPU插手，超大文件也能高效传。 五、实战案例：ADC三通道DMA循环采集 用上面的配置，搞个三通道ADC采集示例，全程DMA自动传，CPU只管算数据： // 定义缓冲区（三通道，每通道1024个数据） uint16_t adc_buf[3 * 1024]; void ADC_Init_DMA(void) { ADC_HandleTypeDef hadc; DMA_HandleTypeDef hdma; // 1. 配DMA hdma.Instance = DMA2_Stream0; hdma.Init.Request = DMA_REQUEST_ADC1; // 绑ADC1请求 hdma.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY; // 外设→内存 hdma.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; // ADC寄存器地址固定 hdma.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; // 内存地址自增 hdma.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; // ADC是16位数据 hdma.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD; hdma.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; // 循环模式，一直采 hdma.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH; hdma.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_ENABLE; // 开FIFO HAL_DMA_Init(&hdma); // 2. 绑ADC和DMA __HAL_LINKDMA(&hadc, DMA_Handle, hdma); // 3. 启动采集 HAL_ADC_Start_DMA(&hadc, (uint32_t*)adc_buf, 3 * 1024); } // 数据处理（DMA传的时候CPU就能算） void Process_ADC_Data() { uint32_t ch1_sum = 0; for(int i = 0; i < 1024; i++) { ch1_sum += adc_buf[i*3]; // 通道1数据（每隔3个取一个） // 同理算通道2（i*3+1）、通道3（i*3+2） } // 转成电压（3.3V供电，12位ADC） float ch1_avg = ch1_sum / 1024.0f * 3.3f / 4096.0f; printf("通道1平均电压：%.2fV\n", ch1_avg); } 这个例子里，ADC采完数据自动进缓冲区，CPU不用管传输，专心算平均值——这就是DMA的优势：解放CPU，让它干更重要的事。 结语：懂DMA，才懂STM32MP1的真本事 STM32MP1的DMA不是简单的"数据搬运工"，是双核架构的"性能粘合剂"——让M4核专心管实时控制（用DMA1/DMA2传外设数据），A7核管应用逻辑（用MDMA传大文件），各司其职才够高效。 就像高手用工具，懂DMA怎么配、怎么优化，才能让STM32MP1真正跑起来。

 

 

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