📚 课程目录第3章 DMA中断与回调

3. DMA中断与回调：传输完成中断、半传输中断、错误中断、中断优先级配置、HAL回调函数机制

DMA 这东西，说白了就是个硬件搬运工。你告诉它从哪里搬、搬到哪里、搬多少，它自己就干完了。但问题来了——你怎么知道它搬完了？搬了一半要不要处理？搬错了怎么办？

这就得靠中断了。DMA 的中断系统，是它和 CPU 沟通的唯一语言。我刚开始用 STM32 做 DMA 传输时，就吃过没配中断的亏——数据都传完了，CPU 还在傻等轮询标志位，白白浪费性能。

3.1 DMA中断类型

STM32 的 DMA 控制器，每个数据流（或通道）都支持三种中断：

中断类型	触发条件	典型应用场景
传输完成中断 (TC)	DMA 完成设定的传输数量	通知 CPU 数据已就绪，可以处理
半传输中断 (HT)	DMA 完成一半传输数量	双缓冲处理、流水线操作
传输错误中断 (TE)	总线错误、FIFO 溢出/下溢	异常处理、数据重传

嗯，这里要注意——不是所有 STM32 系列都支持半传输中断。比如 STM32F1 的标准 DMA 就没有 HT 中断，只有 F4/H7 系列的数据流模式才支持。选型时一定要看参考手册。

3.2 中断优先级配置

中断优先级这事，我踩过坑。有一次做音频采集，DMA 传输完成中断和定时器中断抢优先级，结果音频数据丢帧，声音断断续续。查了两天才发现是优先级没配好。

STM32 的 NVIC 支持抢占优先级和子优先级。DMA 中断一般建议配成中等偏上优先级：

// 以 STM32F4 为例，配置 DMA 中断优先级
HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream0_IRQn, 2, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream0_IRQn);

我个人习惯：

传输完成中断：优先级 2~3（别太高，留给更紧急的定时器）
半传输中断：优先级 3~4（可以稍低）
错误中断：优先级 0~1（错误必须尽快处理）

注意： 中断服务函数里不要做耗时操作。DMA 中断 ISR 应该只做标志位设置或数据指针切换，真正的数据处理放到主循环或任务里。我曾经在 TC 中断里直接做 memcpy，结果把系统搞崩了——中断嵌套太深，栈溢出了。

3.3 HAL回调函数机制

HAL 库把 DMA 中断处理封装成了回调函数。你不用直接写 ISR，只需要实现对应的回调就行。这设计其实挺巧妙的——把硬件中断和业务逻辑解耦。

常用的 DMA 回调函数：

回调函数	对应中断	说明
`HAL_DMA_XferCpltCallback`	传输完成	最常用，数据搬完了
`HAL_DMA_XferHalfCpltCallback`	半传输完成	双缓冲切换的好时机
`HAL_DMA_XferErrorCallback`	传输错误	必须实现，哪怕只是打印错误
`HAL_DMA_XferAbortCallback`	传输中止	调用 HAL_DMA_Abort 后触发

回调函数的注册机制很简单——HAL 库在初始化 DMA 时，会把句柄里的回调函数指针指向你的实现。你只需要在代码里定义这些函数就行：

// 传输完成回调
void HAL_DMA_XferCpltCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    // 置标志位，通知主循环处理
    dma_tc_flag = 1;
}

// 半传输回调
void HAL_DMA_XferHalfCpltCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    // 切换缓冲区指针
    current_buf = (current_buf == buf1) ? buf2 : buf1;
}

// 错误回调
void HAL_DMA_XferErrorCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    // 记录错误，重启 DMA
    Error_Handler();
}

小技巧： 回调函数里尽量只做轻量操作。我一般只置一个 volatile 标志位，主循环里轮询这个标志位再做处理。这样既保证了中断响应速度，又避免了在 ISR 里做复杂逻辑。

3.4 半传输中断的妙用

半传输中断是个好东西。你想想看——DMA 传完一半数据就通知你，这时候你可以处理前半段数据，同时 DMA 还在继续传后半段。这不就是流水线吗？

我在做音频播放时用过这个特性：

DMA 从内存搬运音频数据到 DAC
半传输中断触发时，CPU 把下一段音频数据写入前半段缓冲区
传输完成中断触发时，CPU 把再下一段数据写入后半段缓冲区

这样音频流就不会断。说白了，就是用时间换空间——用 CPU 的零碎时间，换取连续的数据流。

3.5 错误中断处理

错误中断很多人不重视，觉得不会出问题。我告诉你，会出的。尤其是 FIFO 模式下，如果源地址或目的地址没对齐，FIFO 就会溢出或下溢。

我曾经在调试一个 SPI 读取传感器数据的项目时，DMA 老是报传输错误。查了半天，发现是 SPI 的时钟频率配得太高，DMA 来不及响应。解决办法：降低 SPI 时钟，或者开启 DMA 的 FIFO 模式并调整阈值。

// 错误中断的标准处理流程
void HAL_DMA_XferErrorCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    // 1. 停止 DMA
    HAL_DMA_Abort(hdma);
    
    // 2. 清除错误标志
    __HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hdma, DMA_FLAG_TEIF0_4);
    
    // 3. 重新配置并启动
    HAL_DMA_Start_IT(hdma, src_addr, dst_addr, len);
}

重要： 错误中断发生后，DMA 会自动停止传输。你必须手动重新启动。而且重启前一定要清除错误标志位，否则中断会一直触发，形成死循环。

3.6 知识结构图

下面这张图，把 DMA 中断和回调的整体关系梳理清楚了：

3.7 实际项目中的配置示例

最后给一个完整的配置示例。这是我做 UART DMA 接收时的标准配置：

// DMA 句柄定义
DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;

// DMA 初始化
void MX_DMA_Init(void)
{
    __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();
    
    hdma_usart1_rx.Instance = DMA2_Stream0;
    hdma_usart1_rx.Init.Channel = DMA_CHANNEL_4;
    hdma_usart1_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    hdma_usart1_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    hdma_usart1_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    hdma_usart1_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
    hdma_usart1_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
    hdma_usart1_rx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;  // 循环模式
    hdma_usart1_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
    hdma_usart1_rx.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_ENABLE;
    hdma_usart1_rx.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL;
    
    HAL_DMA_Init(&hdma_usart1_rx);
    
    // 使能中断
    HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream0_IRQn, 2, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream0_IRQn);
}

// 中断服务函数
void DMA2_Stream0_IRQHandler(void)
{
    HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_usart1_rx);
}

// 回调函数
void HAL_DMA_XferCpltCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    if (hdma->Instance == DMA2_Stream0)
    {
        // UART 数据接收完成
        uart_rx_complete = 1;
    }
}

void HAL_DMA_XferHalfCpltCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    if (hdma->Instance == DMA2_Stream0)
    {
        // 半缓冲切换
        uart_rx_half = 1;
    }
}

void HAL_DMA_XferErrorCallback(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{
    if (hdma->Instance == DMA2_Stream0)
    {
        // 错误处理
        uart_rx_error = 1;
    }
}

关键点总结：

传输完成中断：最常用，数据就绪通知
半传输中断：双缓冲流水线，提升吞吐量
错误中断：必须处理，否则系统可能挂死
优先级配置：错误 > 传输完成 > 半传输
回调函数：轻量操作，只置标志位

嗯，DMA 中断这块其实不难，但细节很多。配好了，系统跑得飞起；配不好，各种奇怪问题。我建议你每次配完中断，都先跑一个简单的测试——比如只开传输完成中断，确认能触发，再逐步加上半传输和错误中断。这样出了问题也好定位。