第3章 DMA初始化配置：HAL库流程与传输方向详解

DMA初始化，说白了就是告诉DMA控制器三件事：谁传、传给谁、怎么传。HAL库把这套流程封装得很规整，但规整不等于简单。我见过不少工程师，代码能跑就以为配对了，结果一上低功耗模式就翻车。今天咱们把这层窗户纸捅破。

3.1 HAL库DMA初始化标准流程

HAL库的DMA初始化，核心就一个函数：HAL_DMA_Init()。但调用它之前，你得先填好一个结构体——DMA_HandleTypeDef。我个人习惯把初始化拆成五步，每一步都有坑。

嗯，这里要注意：很多人忘了第5步。DMA本身是个独立模块，你得告诉SPI或UART“你的数据由DMA1通道3来搬”。这个关联动作，HAL库用宏来实现。

// 标准初始化示例 - SPI1使用DMA2 Stream3
DMA_HandleTypeDef hdma_spi1_tx;

void MX_DMA_Init(void)
{
    __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();  // 第一步：开时钟
    
    hdma_spi1_tx.Instance = DMA2_Stream3;  // 指定数据流
    hdma_spi1_tx.Init.Channel = DMA_CHANNEL_3;  // 指定通道
    hdma_spi1_tx.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;  // 内存到外设
    hdma_spi1_tx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;  // 外设地址不递增
    hdma_spi1_tx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;  // 内存地址递增
    hdma_spi1_tx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
    hdma_spi1_tx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
    hdma_spi1_tx.Init.Mode = DMA_NORMAL;  // 普通模式
    hdma_spi1_tx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;
    
    HAL_DMA_Init(&hdma_spi1_tx);  // 写入寄存器
    
    // 关联SPI1句柄
    __HAL_LINKDMA(&hspi1, hdmatx, hdma_spi1_tx);
}

3.2 传输方向配置：三种模式深度解析

DMA传输方向，HAL库用Direction成员控制。一共三种，咱们一个一个说。

方向宏定义	含义	典型场景	地址递增规则
DMA_PERIPH_TO_MEMORY	外设→内存	ADC采集、UART接收	外设不变，内存递增
DMA_MEMORY_TO_PERIPH	内存→外设	SPI发送、DAC输出	内存递增，外设不变
DMA_MEMORY_TO_MEMORY	内存→内存	数据搬移、校验计算	源递增，目标递增

3.2.1 外设到内存（Periph to Memory）

这是最常用的方向。外设数据寄存器地址固定，内存缓冲区地址递增。比如ADC连续采样，每次转换完成，DMA自动把结果搬到数组里。

配置要点：PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE，MemInc = DMA_MINC_ENABLE。外设地址不动，内存地址每次传输后加1（或加2/加4，取决于数据宽度）。

3.2.2 内存到外设（Memory to Periph）

和上面正好相反。内存地址递增，外设地址固定。典型场景是SPI发送波形数据，或者DAC输出音频。

配置要点：PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE，MemInc = DMA_MINC_ENABLE。嗯，你没看错，和外设到内存的配置一模一样。区别在于Direction不同，DMA控制器会自动判断源和目标。

3.2.3 内存到内存（Memory to Memory）

这个模式比较特殊。它不需要外设触发，配置完成后DMA自己就开始搬。常用于数据拷贝、校验计算。

配置要点：PeriphInc = DMA_PINC_ENABLE，MemInc = DMA_MINC_ENABLE。两个地址都要递增。注意，这个模式下Periph其实也是内存地址，只是DMA把它当“外设”看待。

// 内存到内存配置示例
hdma_mem2mem.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_MEMORY;
hdma_mem2mem.Init.PeriphInc = DMA_PINC_ENABLE;   // 源地址递增
hdma_mem2mem.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;       // 目标地址递增
hdma_mem2mem.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
hdma_mem2mem.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD;
hdma_mem2mem.Init.Mode = DMA_NORMAL;

3.3 数据宽度与对齐：细节决定成败

数据宽度，就是DMA每次传输多少字节。HAL库提供三个选项：BYTE（1字节）、HALFWORD（2字节）、WORD（4字节）。

宏定义	宽度	适用场景
DMA_PDATAALIGN_BYTE	8位	UART、I2C、单字节传感器
DMA_PDATAALIGN_HALFWORD	16位	定时器CCR、16位ADC
DMA_PDATAALIGN_WORD	32位	SPI 32位模式、DAC

这里有个关键点：外设数据宽度和内存数据宽度可以不同。比如外设是8位寄存器，内存是32位数组。DMA会自动做数据打包或拆分。

但要注意对齐问题。STM32的DMA要求：源地址和目标地址必须按各自数据宽度对齐。什么意思？如果内存数据宽度是WORD（4字节），那内存地址必须是4的倍数。否则DMA会进入错误状态。

// 正确做法：声明对齐的内存缓冲区
__attribute__((aligned(4))) uint8_t buffer[1024];

// 或者用联合体强制对齐
typedef union {
    uint8_t  bytes[1024];
    uint32_t words[256];
} AlignedBuffer;

3.4 知识体系总览

下面这张图，把DMA初始化的核心逻辑串起来了。你对照着看，思路会更清晰。

3.5 实战配置清单

最后，我整理了一份配置自查清单。每次写DMA初始化代码，我都会对着过一遍。