3. DMA 关键参数：源地址、目的地址、传输宽度、传输计数、循环模式、增量模式

DMA 传输的灵活性来源于其可配置的多个关键参数。正确理解并配置这些参数，是确保 DMA 与 CPU 高效协同、避免数据错乱的基础。本章将逐一剖析 DMA 控制器的六大核心参数，并结合实际场景说明其配置逻辑。

3.1 参数总览与功能矩阵

下表列出了 DMA 传输中最关键的六个参数及其功能描述，后续章节将逐一展开。

3.2 源地址与目的地址

源地址（Source Address）和目的地址（Destination Address）定义了数据流动的起点和终点。在 MCU 系统中，这两个地址可以指向以下三种区域：

• 外设数据寄存器：如 USART->DR、SPI->DR、ADC->DR，通常地址固定且不可递增。
• SRAM 内存区域：如全局数组、动态分配的缓冲区，地址可递增。
• Flash 存储器：用于从 Flash 向 SRAM 搬运常量数据，地址可递增。

典型的地址配置组合如下：

// 定义 DMA 通道配置结构体
DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;

// 配置源地址：USART1 数据寄存器（外设端）
hdma_usart1_rx.Instance = DMA1_Channel1;
hdma_usart1_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;  // 8-bit 宽度
hdma_usart1_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;     // 8-bit 宽度

// 源地址指向外设寄存器（固定地址）
// 目的地址指向内存缓冲区（递增地址）
// 实际地址在 HAL_DMA_Start() 中传入
HAL_DMA_Start(&hdma_usart1_rx, 
               (uint32_t)&USART1->DR,   // 源地址：外设寄存器
               (uint32_t)uart_rx_buf,   // 目的地址：内存缓冲区
               256);                     // 传输计数：256 字节

3.3 传输宽度

传输宽度（Transfer Width）决定了 DMA 控制器每次从源地址读取、向目的地址写入的数据位宽。常见的宽度选项包括：

• 8-bit（字节）：适用于 UART 字符流、I2C 数据、单字节传感器读数。
• 16-bit（半字）：适用于 16 位 ADC 采样值、音频 PCM 数据。
• 32-bit（字）：适用于 32 位定时器捕获值、图像像素数据、内存批量拷贝。

宽度配置必须遵循 源宽度 = 目的宽度 或 宽度可打包/解包 的规则。部分 DMA 控制器支持源和目的宽度不同，此时会自动进行数据打包（packing）或解包（unpacking）。

下图展示了不同传输宽度下，DMA 从源地址读取数据并写入目的地址的粒度差异：

3.4 传输计数

传输计数（Number of Data Transfers, NDTR）定义了 DMA 一次传输任务需要完成的数据项总数。每个数据项的大小由传输宽度决定。例如：

• 传输宽度 = 8-bit，计数 = 256 → 总共传输 256 字节。
• 传输宽度 = 16-bit，计数 = 256 → 总共传输 512 字节。
• 传输宽度 = 32-bit，计数 = 256 → 总共传输 1024 字节。

传输计数在每次 DMA 传输完成后自动递减。当计数减至 0 时，DMA 控制器会：

• 触发传输完成中断（如果使能）。
• 清除通道使能位，停止传输。
• 如果使能了循环模式，则自动重载初始计数值。

3.5 循环模式

循环模式（Circular Mode）使 DMA 在完成一次传输后自动重载传输计数，并将地址指针重置到初始值，从而开始新一轮传输。该模式特别适用于以下场景：

• 连续 ADC 采样：DMA 持续将 ADC 转换结果搬运到环形缓冲区。
• UART 接收流：DMA 不间断接收不定长数据，配合空闲中断判断帧结束。
• 定时器 PWM 波形生成：DMA 循环更新比较寄存器值，产生任意波形。

循环模式与非循环模式的行为对比如下：

下图展示了循环模式下 DMA 地址指针和计数的自动重置过程：

3.6 增量模式

增量模式（Increment Mode）决定每次传输后，DMA 是否自动将源地址和/或目的地址增加一个传输宽度的步长。该参数分为两部分：

• 外设地址增量（PINC）：控制外设端地址是否递增。
• 内存地址增量（MINC）：控制内存端地址是否递增。

四种常见的增量模式组合如下：

3.7 参数配置综合示例

以下是一个完整的 DMA 参数配置示例，用于从 USART1 接收 128 字节数据到内存缓冲区，采用循环模式实现连续接收：

// DMA 参数配置结构体
DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;

// 使能 DMA 时钟
__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

// 配置 DMA 通道参数
hdma_usart1_rx.Instance = DMA1_Channel1;
hdma_usart1_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;      // 外设到内存
hdma_usart1_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;          // 外设地址不递增
hdma_usart1_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;              // 内存地址递增
hdma_usart1_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;  // 8-bit 宽度
hdma_usart1_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;     // 8-bit 宽度
hdma_usart1_rx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;                   // 循环模式
hdma_usart1_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;          // 高优先级

// 初始化 DMA 通道
HAL_DMA_Init(&hdma_usart1_rx);

// 启动 DMA 传输：源地址 = USART1 数据寄存器，目的地址 = 缓冲区，计数 = 128
HAL_DMA_Start(&hdma_usart1_rx, 
               (uint32_t)&USART1->DR, 
               (uint32_t)uart_rx_buffer, 
               128);