第2章 STM32F407 DMA控制器架构：双AHB总线与数据流映射

DMA控制器，说白了就是CPU的「数据搬运工」。CPU告诉它「把这里的数据搬到那里」，它就能自己干完，CPU可以腾出手来做更重要的事。但很多初学者一上来就对着参考手册发懵——什么双AHB、数据流、通道映射，看得头大。

别急，这一章我带你把这些概念一个一个拆开。搞懂了架构，后面调优才有底气。

2.1 双AHB总线架构：为什么是两条路？

STM32F407的DMA控制器挂在两条AHB总线上：AHB1和AHB2。这不是设计者闲得慌，而是有讲究的。

我打个比方：一条路只能单向通行，两条路就能双向同时跑。DMA1和DMA2各占一条总线，它们可以同时进行数据传输，互不干扰。

我在一个数据采集项目里就吃过亏。一开始把所有外设都挂在DMA1上，结果ADC和USART抢带宽，采集到的数据偶尔丢包。后来把USART挪到DMA2，问题立刻解决。嗯，这就是双总线的价值。

2.2 DMA1与DMA2的区别：不只是编号不同

很多人以为DMA1和DMA2就是两个一样的复制品。其实不然。它们能访问的外设范围不一样。

特性	DMA1	DMA2
挂载总线	AHB1	AHB2
可访问外设	ADC1/2/3、SPI/I2S、USART、I2C、定时器等	DCMI（摄像头接口）、SDIO、SPI/I2S、USART、I2C、定时器等
特有外设	ADC1/2/3	DCMI、SDIO
数据流数量	8个	8个
通道数量/流	8个	8个

你看，DMA2能访问DCMI和SDIO，DMA1不行。反过来，ADC的三个模块只能走DMA1。所以设计时得先查清楚：你的外设挂在哪个DMA上？

2.3 8个数据流与每个流8个通道的映射关系

这是DMA架构里最容易搞混的部分。我尽量讲清楚。

每个DMA控制器有8个数据流（Stream 0~7）。每个数据流有8个通道（Channel 0~7）。但注意：一个数据流同一时间只能使用一个通道。

你想想看，这就像一条高速公路有8条车道（数据流），每条车道可以走8种不同的车（通道），但同一时间一条车道上只能跑一种车。

那通道是干什么用的？通道决定了这个数据流能响应哪个外设的请求。

举个例子：

• 数据流0的通道0：对应ADC1
• 数据流0的通道1：对应SPI1_RX
• 数据流0的通道2：对应USART1_TX
• ……以此类推

你配置DMA时，需要做两件事：

1. 选数据流：决定用哪条「车道」
2. 选通道：告诉这条车道要服务哪个外设

2.4 数据流与通道映射表（以DMA1为例）

下面这张表是DMA1的部分映射关系。完整版在参考手册的Table 45里，我这里只挑几个常用的给你看。

数据流	通道0	通道1	通道2	通道3	通道4	通道5	通道6	通道7
Stream 0	ADC1	SPI1_RX	USART1_TX	I2C1_TX	定时器2_UP	定时器3_CH1	—	—
Stream 1	ADC2	SPI1_TX	USART1_RX	I2C1_RX	定时器2_CH1	定时器3_CH2	—	—
Stream 2	ADC3	SPI2_RX	USART2_TX	I2C2_TX	定时器2_CH2	定时器3_CH3	—	—
Stream 3	—	SPI2_TX	USART2_RX	I2C2_RX	定时器2_CH3	定时器3_CH4	—	—

看到没？同一个外设（比如USART1）的TX和RX，分别对应不同的数据流和通道。这样设计是为了让收发可以同时进行，互不阻塞。

2.5 数据流优先级与仲裁

当多个数据流同时请求传输时，谁先谁后？DMA控制器有一套优先级仲裁机制。

优先级分四级：

• 非常高（Very High）
• 高（High）
• 中（Medium）
• 低（Low）

每个数据流都可以独立设置优先级。如果两个数据流优先级相同，那就看编号——编号小的优先（Stream 0 > Stream 1）。

2.6 架构总览图

下面这张SVG图把整个DMA控制器的架构串起来了。你对照着看，思路会更清晰。

2.7 配置DMA的步骤总结

搞清楚了架构，配置DMA其实就四步：

1. 查映射表：确定你的外设对应哪个DMA控制器、哪个数据流、哪个通道
2. 开时钟：使能对应DMA控制器的时钟（RCC_AHB1ENR）
3. 配参数：设置数据流的方向、地址、数据宽度、优先级、FIFO等
4. 使能：先配好外设，再使能DMA数据流