📚 课程目录第4章 DMA传输模式

4. DMA传输模式

STM32 的 DMA 控制器并不是“只会搬数据”的黑盒，它真正灵活的地方在于传输方向与工作模式可以自由组合。方向决定数据从哪来、到哪去；模式决定这次搬运是一次性完成，还是自动循环、持续不断。理解这两组概念，是配置 DMA 时最容易出错、也最值得先弄清楚的基础。

从方向上看，DMA 支持三种基本传输类型：外设到存储器（Peripheral-to-Memory）、存储器到外设（Memory-to-Peripheral）、存储器到存储器（Memory-to-Memory）。从工作模式上看，又分为单次模式（Normal）和循环模式（Circular）。方向与模式是正交的，也就是说，外设到存储器既可以是单次，也可以是循环，这一点在配置寄存器时体现得非常直接。

一、三种传输方向的核心原理

外设到存储器是最常见的采集路径。以 ADC 连续采样为例，ADC 每次转换完成会把结果写入 ADC_DR，DMA 检测到外设请求后，自动把 ADC_DR 的内容搬到 SRAM 数组里。此时外设地址固定为 ADC_DR，存储器地址递增，传输数量等于采样点数。USART 接收、SPI 接收、I2S 接收都属于这一类。

存储器到外设则是发送路径。比如 USART 发送一段字符串，DMA 从 SRAM 缓冲区逐个读取字节，写入 USART_DR，硬件自动完成发送。外设地址固定为 USART_DR，存储器地址递增。SPI 发送、DAC 输出、定时器 PWM 占空比更新也常用这种方式。

存储器到存储器比较特殊，它不依赖外设请求，而是由 DMA 控制器自己产生触发，把一块 SRAM 或 Flash 区域搬到另一块 SRAM。它常用于数据搬移、缓冲区填充、图像数据复制等场景。需要注意的是，只有 DMA1 和 DMA2 的特定通道支持存储器到存储器，且不能与循环模式随意组合使用。

方向判断口诀：看“谁产生请求、谁被动接收”。外设产生请求、DMA 把数据搬进内存，就是外设到存储器；内存准备好数据、DMA 推给外设，就是存储器到外设；没有外设参与、纯内存搬移，就是存储器到存储器。

二、单次模式与循环模式的工作流程

单次模式下，DMA 传输完 NDTR 指定的数据量后，硬件自动清除 EN 位，传输完成标志 TC 置位。如果还需要继续传输，必须由软件重新配置 NDTR 并使能通道。它适合“采集一批、处理一批”的间歇式场景，比如按键触发一次 ADC 采集 100 个点。

循环模式下，NDTR 减到 0 后不会停止，而是自动重装为初始值，源地址和目的地址也回到起始位置，DMA 继续下一轮搬运。整个过程无需 CPU 干预，TC 标志每轮都会置位，可以配合中断做“半传输/全传输”双缓冲处理。它适合 ADC 连续扫描、音频流播放、串口不定长接收等持续数据流场景。

// 外设到存储器 + 循环模式（ADC1 + DMA1_Channel1）
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr     = (uint32_t)adc_buffer;
DMA_InitStructure.DMA_DIR                = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 外设→存储器
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize         = 256;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc      = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc          = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize     = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_Mode               = DMA_Mode_Circular;     // 循环模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority           = DMA_Priority_High;
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

三、典型场景与配置对照

场景	传输方向	工作模式	关键配置
ADC 连续采样 256 点	外设 → 存储器	循环	PINC 禁止，MINC 使能，半字对齐
USART 发送字符串	存储器 → 外设	单次	PINC 禁止，MINC 使能，字节对齐
SRAM 缓冲区搬移	存储器 → 存储器	单次	PINC/MINC 均使能，仅特定通道支持
音频 I2S 播放	存储器 → 外设	循环	半传输中断 + 双缓冲
串口不定长接收	外设 → 存储器	循环	配合 IDLE 中断读取 NDTR 差值

四、常见误区与复盘

误区一：把循环模式当成“无限传输”。循环模式只是自动重装计数器，传输长度仍然是 NDTR 指定的值，只是反复执行。如果缓冲区大小和 NDTR 不匹配，会出现数据覆盖或错位。

误区二：存储器到存储器随意开循环。部分 STM32 型号的 M2M 模式不支持循环，或者循环时行为异常，配置前必须查参考手册的通道限制表。

复盘建议：调试 DMA 时先确认三件事——方向对不对、地址递增对不对、NDTR 和缓冲区大小是否一致。再打开 TC 中断观察是否按预期触发，循环模式下重点看半传输中断是否稳定。只要这三步走通，绝大多数 DMA 异常都能快速定位。

总结来说，传输方向决定“数据流向”，工作模式决定“搬完是否继续”。外设到存储器、存储器到外设、存储器到存储器是三条不同的数据通路，单次与循环则是两种生命周期管理方式。把它们组合起来，就能覆盖从单次采集到连续流处理的绝大多数应用场景。