1.相关概念
（1）DMA直接寄存器访问
可实现外设数据寄存器到存储器、存储器到外设数据寄存器、存储器到存储器之间的高效数据传输，无需CPU操作控制。
（2）外设与存储器
外设包括ADC、SPI、I2C、USART等等
存储器包括片内SRAM、外部存储器、片内Flash等等
（3）具体应用场合举例：
ADC采集可以利用DMA将AD转换数据转移到目标存储区，适用于多通道采集、采样频率高、连续传输的ADC采集场合;
将特定存储区的数据转移到外设数据寄存器，用于外设的对外数据传输，如存储器传输数据到串口数据寄存器，串口发送数据到PC端；
存储器到存储器的数据传输利用DMA可以达到更高的传输效率，不占用CPU，从而节约CPU资源。
2.DMA功能框图
（1）①外设通道
STM32F4系列有两个DMA控制器，每个控制器有8个数据流，每个数据流又对应8个数据通道（8个通道对应的是8个外设请求）。
DMA控制器通过DMA数据流x配置寄存器DMA_SxCR(x为0~7，对应8个DMA数据流)的CHSEL[2:0]位选择对应的通道即选择对应的外设。
DMA请求映射表如下：
每个外设请求都占用一个数据流通道，相同外设请求可以占用不同数据流通道。比如SPI3_RX请求，占用DMA1的数据流0的通道0，因此使用该请求时，需要在把DMA_S0CR寄存器的CHSEL[2:0]设置为“000”， 此时相同数据流的其他通道不被选择，处于不可用状态，比如此时不能使用数据流0的通道1即I2C1_RX请求。
（2）②仲裁器
由仲裁器判断哪个数据流优先传输
DMA_SxCR寄存器PL[1:0]位，可以设置为非常高、高、中和低四个级别；
当两个及以上数据流软件设置优先级相同时，比较数据流编号，编号小的优先级高。
（3）③FIFO
每个数据流都独立拥有四级32位FIFO（先入先出存储器缓存区，队列）。DMA传输分为FIFO模式和直接模式。
直接模式：收到外设请求会立即启动传输。
FIFO模式：在数据传输到目标地址前临时存放这些数据，通过DMA数据流xFIFO控制寄存器DMA_SxFCR的FTH[1:0]位来控制FIFO的阈值，分别为1/4、1/2、3/4和满。数据缓冲量达到阈值级别，将FIFO中的数据传输到目标地址中。
FIFO主要用于源地址和目标地址要求数据宽度不同的场合，比如源数据是源源不断的字节数据，而目标地址要求输出字宽度的数据，即在实现数据传输时同时把原来4个8位字节的数据拼凑成一个32位字数据。此时使用FIFO功能先把数据缓存起来，根据需要输出数据。
FIFO还用于突发(burst)传输。
（4）④存储器端口、⑤外设端口
DMA2(DMA控制器2)的存储器端口和外设端口都是连接到AHB总线矩阵，可以使用AHB总线矩阵功能。DMA2存储器和外设端口可以访问相关的内存地址，包括有内部Flash、内部SRAM、AHB1外设、AHB2外设、APB1、APB2外设和外部存储器空间。
DMA1的存储区端口相比DMA2的要减少AHB2外设的访问权，同时DMA1外设端口是没有连接至总线矩阵的，只有连接到APB1外设，所以DMA1不能实现存储器到存储器传输。
3.DMA传输模式
DMA2支持全部三种传输模式；DMA1只支持外设到存储器、存储器到外设两种模式。
（1）模式选择：DMA_SxCR寄存器的DIR[1:0]位，“00”外设到存储器；“10”存储器到存储器；“01”存储器到外设。
（2）传输使能：DMA_SxCR寄存器的EN位置1
（3）数据宽度：DMA_SxCR寄存器的PSIZE[1:0]和MSIZE[1:0]位分别指定外设和存储器数据宽度大小，可以指定为字节(8位)、半字(16位)和字(32位)。直接模式要求外设和寄存器数据宽度一致，该模式下DMA数据流只使用PSIZE，MSIZE被忽略。
（4）地址设置：
①外设地址：DMA_SxPAR寄存器(x为0~7)
②存储器地址：DMA_SxM0AR、DMA_SxM1AR，其中DMA_SxM1AR只用于双缓冲模式。
（5）循环模式与一次模式：一次模式时传输一次就停止传输，下一次传输需要手动控制；循环模式是传输一次后自动按照相同配置重新传输，直至被控制停止或传输错误。循环模式使能是DMA_SxCR寄存器的CIRC位。
（6）单次传输与突发传输：突发传输就是在传输阶段把速度瞬间提高，实现高速传输，在数据传输完成后恢复正常速度，有点类似达到数据块“秒传”效果。为达到这个效果突发传输过程要占用AHB总线，保证要求每个数据项在传输过程不被分割，这样一次性把数据全部传输完才释放AHB总线；而单次传输时必须通过AHB的总线仲裁多次控制才传输完成。
其中PBURST[1:0]和MBURST[1:0]位是位于DMA_SxCR寄存器中的， 用于分别设置外设和存储器不同节拍数的突发传输，对应为单次传输、4个节拍增量传输、8个节拍增量传输和16个节拍增量传输。
PINC位和MINC位是寄存器DMA_SxCR寄存器的第9和第10位，如果位被置1则在每次数据传输后数据地址指针自动递增， 其增量由PSIZE和MSIZE值决定，比如，设置PSIZE为半字大小，那么下一次传输地址将是前一次地址递增2。
突发传输与FIFO密切相关，突发传输需要结合FIFO使用，具体要求FIFO阈值一定要是内存突发传输数据量的整数倍。 FIFO阈值选择和存储器突发大小必须配合使用。
（7）直接模式与双缓冲模式
默认情况下，DMA工作在直接模式，不使能FIFO阈值级别。
①直接模式：每个外设请求都立即启动对存储器传输的单次传输。直接模式要求源地址和目标地址的数据宽度必须一致，所以只有PSIZE控制，而MSIZE值被忽略。突发传输是基于FIFO的所以直接模式不被支持。另外直接模式不能用于存储器到存储器传输。
②双缓冲模式：DMA_SxCR寄存器的DBM位置1可启动双缓冲传输模式，并自动激活循环模式。双缓冲不应用于存储器到存储器的传输。双缓冲模式下，两个存储器地址指针都有效，即DMA_SxM1AR寄存器将被激活使用。开始传输使用DMA_SxM0AR寄存器的地址指针所对应的存储区，当这个存储区数据传输完DMA控制器会自动切换至DMA_SxM1AR寄存器的地址指针所对应的另一块存储区，如果这一块也传输完成就再切换至DMA_SxM0AR寄存器的地址指针所对应的存储区，这样循环调用。
当其中一个存储区传输完成时都会把传输完成中断标志TCIF位置1，如果我们使能了DMA_SxCR寄存器的传输完成中断，则可以产生中断信号。
DMA_SxCR寄存器的CT位，当DMA控制器是在访问使用DMA_SxM0AR时CT=0，此时CPU不能访问DMA_SxM0AR，但可以向DMA_SxM1AR填充或者读取数据；当DMA控制器是在访问使用DMA_SxM1AR时CT=1，此时CPU不能访问DMA_SxM1AR，但可以向DMA_SxM0AR填充或者读取数据。另外在未使能DMA数据流传输时，可以直接写CT位，改变开始传输的目标存储区。
（8）流控制器
在传输之前设置DMA_SxNDTR寄存器为要传输数目值，DMA控制器在传输完这么多数目数据后就可以控制DMA停止传输。
DMA数据流x数据项数DMA_SxNDTR(x为0~7)寄存器用来记录当前仍需要传输数目，是一个16位数据有效寄存器，最大值为65535。编程时一般都会明确指定一个传输数量， 在完成一次数据传输后DMA_SxNDTR计数值就会自减，当达到零时就说明传输完成。
如果某些情况下在传输之前我们无法确定数据的数目，那DMA就无法自动控制传输停止了， 此时需要外设通过硬件通信向DMA控制器发送停止传输信号。只有SDIO可以发出停止传输信号，其他外设不具备此功能。
4.DMA中断
（1)达到半传输：DMA数据传输达到一半时HTIF标志位被置1，如果使能HTIE中断控制位将产生达到半传输中断；
（2)传输完成：DMA数据传输完成时TCIF标志位被置1，如果使能TCIE中断控制位将产生传输完成中断；
（3)传输错误：DMA访问总线发生错误或者在双缓冲模式下试图访问“受限”存储器地址寄存器时TEIF标志位被置1，如果使能TEIE中断控制位将产生传输错误中断；
（4)FIFO错误：发生FIFO下溢或者上溢时FEIF标志位被置1，如果使能FEIE中断控制位将产生FIFO错误中断；
（5)直接模式错误：在外设到存储器的直接模式下，因为存储器总线没得到授权，使得先前数据没有完成被传输到存储器空间上，此时DMEIF标志位被置1，如果使能DMEIE中断控制位将产生直接模式错误中断。
5.DMA初始化结构体
（1）DMA_InitTypeDef初始化结构体
typedef struct {uint32_t Channel; //通道选择uint32_t Direction; //传输方向uint32_t PeriphInc; //外设递增uint32_t MemInc;//存储器递增uint32_t PeriphDataAlignment; //外设数据宽度uint32_t MemDataAlignment;//存储器数据宽度uint32_t Mode; //模式选择uint32_t Priority; //优先级uint32_t FIFOMode; //FIFO模式uint32_t FIFOThreshold; //FIFO阈值uint32_t MemBurst; //存储器突发传输uint32_t PeriphBurst;//外设突发传输} DMA_InitTypeDef;
①PeriphInc：如果配置为PeriphInc_Enable,即使能外设地址自动递增（设定DMA_SxCR寄存器的PINC位的值）。一般外设只有一个数据寄存器，因此一般不会使能该位。ADC3的数据寄存器地址是固定并且只有一个所以不使能外设地址递增
②MemInc：如果配置为MemInc_Enable，使能存储器地址自动递增功能(设定DMA_SxCR寄存器的MINC位的值)；我们自定义的存储区一般都是存放多个数据的，所以使能存储器地址自动递增功能。之前定义了一个包含4个元素的数组用来存放数据，使能存储区地址递增功能，自动把每个通道数据存放到对应数组元素内。
③PeriphDataAlignment：外设数据宽度，可选字节(8位)、半字(16位)和字(32位)，它设定DMA_SxCR寄存器的PSIZE[1:0]位的值。ADC数据寄存器只有低16位数据有效，使用半字数据宽度。
④MemDataAlignment：存储器数据宽度，可选字节(8位)、半字(16位)和字(32位)，它设定DMA_SxCR寄存器的MSIZE[1:0]位的值。保存ADC转换数据也要使用半字数据宽度，这跟我们定义的数组是相对应的。
⑤Mode：DMA传输模式选择，可选一次传输或者循环传输，它设定DMA_SxCR寄存器的CIRC位的值。我们希望ADC采集是持续循环进行的，所以使用循环传输模式。
⑥FIFOMode：FIFO模式使能，如果设置为DMA_FIFOMode_Enable表示使能FIFO模式功能（设定DMA_SxFCR寄存器的DMDIS位）。ADC采集传输使用直接传输模式即可，不需要使用FIFO模式。
⑦MemBurst：存储器突发模式选择，可选单次模式、4节拍的增量突发模式、8节拍的增量突发模式或16节拍的增量突发模式，它设定DMA_SxCR寄存器的MBURST[1:0]位的值。ADC采集传输是直接模式，要求使用单次模式。
⑧PeriphBurst：外设突发模式选择，可选单次模式、4节拍的增量突发模式、8节拍的增量突发模式或16节拍的增量突发模式，它设定DMA_SxCR寄存器的PBURST[1:0]位的值。ADC采集传输是直接模式，要求使用单次模式。
（2）DMA_HandleTypeDef初始化结构体
typedef struct __DMA_HandleTypeDef {DMA_Stream_TypeDef *Instance; //注册基地址DMA_InitTypeDef Init; //DMA通信参数HAL_LockTypeDef Lock; //DMA锁定对象__IO HAL_DMA_StateTypeDef State; //DMA传输状态void *Parent;//父类指针void (* XferCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);//DMA传输完成回调函数void (* XferHalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);//DMA传输完成一半回调函数void (* XferM1CpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);//Memory1 DMA传输完成回调函数void (* XferM1HalfCpltCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);//Memory1 DMA传输完成一半回调函数void (* XferErrorCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);//DMA传输错误回调函数void (* XferAbortCallback)( struct __DMA_HandleTypeDef * hdma);//DMA传输中止回调函数__IO uint32_tErrorCode; //DMA错误码uint32_tStreamBaseAddress;//DMA数据流基地址uint32_tStreamIndex;//DMA数据流索引} DMA_HandleTypeDef;
①Instance： 指向DMA数据流基地址的指针，即指定使用哪个DMA数据流。可选数据流0至数据流7。 例如，我们使用模拟数字转换器ADC3规则采集4个输入通道的电压数据， 查表可知可以使用数据流0或者数据流1，这里支持两个数据流是为了避免多个通道使用时发生冲突，提供备选数据流可选。
②Init：这里包含上面介绍DMA_InitTypeDef结构体的所有参数的初始化。
③Lock：DMA锁定对象。DMA进程锁，通常都在DMA传输设置开始前锁上进程锁，设置完毕后释放进程锁。
④State：DMA传输状态。它包含六种状态，
复位状态，尚未初始化或者失能；
就绪状态，已经完成初始化，随时可以传输数据；
传输忙，DMA传输进程正在进行；
传输超时状态；
传输错误状态；
传输中止状态。
⑤*Parent：父类指针。只要将该指针指向一些ADC、UART等外设的handle类，就等于完成了继承。
⑥传输过程中的回调函数：包括传输完成，传输完成一半，传输错误，传输中止回调函数。这些回调函数中可以加入用户的处理代码。
⑦ErrorCode：DMA错误码，包含
无错误：HAL_DMA_ERROR_NONE，
传输错误：HAL_DMA_ERROR_TE，
FIFO错误：HAL_DMA_ERROR_FE，
直接模式错误：HAL_DMA_ERROR_DME，
超时错误：HAL_DMA_ERROR_TIMEOUT，
参数错误：HAL_DMA_ERROR_PARAM，
没有回调函数正在执行退出请求错误：HAL_DMA_ERROR_NO_XFER，
不支持模式错误：HAL_DMA_ERROR_NOT_SUPPORTED。
⑧StreamBaseAddress：DMA数据流基地址，用来根据定义句柄计算数据流的基地址。
⑨StreamIndex：DMA数据流索引，根据数据流的序号来确定数据流的偏移地址。
6.DMA_MemToMem 存储器到存储器传输
代码实现步骤：
①使能DMA数据流时钟并复位初始化DMA数据流；
②配置DMA数据参数；
③使能DMA数据流，进行传输；
④等待传输完成，并对源数据和目标地址数据进行比较；
存储器到存储器传输必须使用DMA2，但对数据流编号以及通道选择就没有硬性要求，可以自由选择。只能使用一次传输模式不能循环传输。
typedef enum {FAILED = 0,PASSED = !FAILED} TestStatus;DMA_HandleTypeDef hdma_memtomem_dma2_stream0;static const uint32_t SRC_Const_Buffer[32]= {0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,0x21222324,0x25262728,0x292A2B2C,0x2D2E2F30,0x31323334,0x35363738,0x393A3B3C,0x3D3E3F40,0x41424344,0x45464748,0x494A4B4C,0x4D4E4F50,0x51525354,0x55565758,0x595A5B5C,0x5D5E5F60,0x61626364,0x65666768,0x696A6B6C,0x6D6E6F70,0x71727374,0x75767778,0x797A7B7C,0x7D7E7F80};uint32_t DST_Buffer[32];__IO TestStatus TransferStatus= FAILED;int main(void){HAL_StatusTypeDef har_status;/* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */HAL_Init();/* 配置系统时钟 */SystemClock_Config();/* 板载LED初始化 */LED_GPIO_Init();/* DMA初始化 */ MX_DMA_Init();//开始DMA传输har_status=HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma2_stream0,(uint32_t)&SRC_Const_Buffer,(uint32_t)&DST_Buffer,32);if(har_status==HAL_OK){/* 检查发送和接收的数据是否相等 */TransferStatus = Buffercmp(SRC_Const_Buffer, DST_Buffer, 32);/* 如果接收和发送的数据都是相同的，则通过 */if(TransferStatus == 1){LED1_ON;}/* 如果接收和发送的数据不同，则传输出错 */else{LED2_ON;}}else{LED3_ON;} /* 无限循环 */while (1){}}
/*** 函数功能: 判断指定长度的两个数据源是否完全相等* 输入参数: 无* 返 回 值: 无* 说 明: 如果完全相等返回1，只要其中一对数据不相等返回0*/uint8_t Buffercmp(const uint32_t* pBuffer,uint32_t* pBuffer1, uint16_t BufferLength){/* 数据长度递减 */while (BufferLength--) {/* 判断两个数据源是否对应相等 */if (*pBuffer != *pBuffer1) {/* 对应数据源不相等马上退出函数，并返回0 */return 0;}/* 递增两个数据源的地址指针 */pBuffer++;pBuffer1++;}/* 完成判断并且对应数据相对 */return 1;}
/*** 函数功能: DMA配置* 输入参数: 无* 返 回 值: 无* 说 明: 无*/void MX_DMA_Init(void) {/* 使能DMA控制器时钟 */__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();/* 配置DMA通道工作方式 */hdma_memtomem_dma2_stream0.Instance = DMA2_Stream0;//数据流0hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0;//通道0hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_MEMORY;//数据传输方向:存储器->存储器hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.PeriphInc = DMA_PINC_ENABLE;//外设地址不变 hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;//内存地址自增hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;//传输数据半字16位 hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD;//接收数据半字16位hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.Mode = DMA_NORMAL;//发一次开启一次hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;//优先级（设置为最高优先级）hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL;hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE;hdma_memtomem_dma2_stream0.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE;HAL_DMA_Init(&hdma_memtomem_dma2_stream0);}
7.DMA串口收发数据
//main.c #define SEND_BUF_SIZE (8800)//发送数据长度,最好等于sizeof(TEXT_TO_SEND)+2的整数倍.u8 SendBuff[SEND_BUF_SIZE]; //发送数据缓冲区const u8 TEXT_TO_SEND[] = {"ALIENTEK Pandora STM32L4 IOT DMA 串口实验"};//显示出来是42 汉字1Byte，空格2Byte，字母数字1Byte 再加上\n\r 共44个Bytes//使用了const关键字修饰，即常量类型，使得变量存储在内部flash空间上。int main(void){u8 t = 0, j, mask;u16 i;float pro = 0; //进度HAL_Init();SystemClock_Config();//初始化系统时钟为80Mdelay_init(80); //初始化延时函数 80M系统时钟uart_init(115200);//初始化串口，波特率为115200LED_Init();//初始化LEDKEY_Init();//初始化按键LCD_Init();//初始化LCDMYDMA_Config(DMA1_Channel4, DMA_REQUEST_2); //初始化DMAj = sizeof(TEXT_TO_SEND);for(i = 0; i < SEND_BUF_SIZE; i++) //填充ASCII字符集数据 一共8800Bytes{if(t >= j) //加入换行符{if(mask){SendBuff[i] = 0x0a;t = 0;}else{SendBuff[i] = 0x0d;mask++;}}else //复制TEXT_TO_SEND语句{mask = 0;SendBuff[i] = TEXT_TO_SEND[t];t++;}}while(1){t = KEY_Scan(0);if(t == KEY0_PRES) //KEY0按下{HAL_UART_Transmit_DMA(&UART1_Handler, (u8*)SendBuff, SEND_BUF_SIZE); //启动传输//使能串口1的DMA发送 //等待DMA传输完成，此时我们来做另外一些事，点灯//实际应用中，传输数据期间，可以执行另外的任务while(1){//DMA_HandleTypeDef UART1TxDMA_Handler;//DMA句柄if(__HAL_DMA_GET_FLAG(&UART1TxDMA_Handler, DMA_FLAG_TC4)) //等待DMA2_Steam7传输完成{__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(&UART1TxDMA_Handler, DMA_FLAG_TC4); //清除DMA2_Steam7传输完成标志HAL_UART_DMAStop(&UART1_Handler);//传输完成以后关闭串口DMAbreak;}pro = __HAL_DMA_GET_COUNTER(&UART1TxDMA_Handler); //返回当前DMA通道传输中剩余数据单元的数量pro = 1 - pro / SEND_BUF_SIZE; //得到百分比pro *= 100; //扩大100倍}}delay_ms(10);}}
//dma.c/*** @briefDMAx的各通道配置,这里的传输形式是固定的,这点要根据不同的情况来修改*从存储器->外设模式/8位数据宽度/存储器增量模式** @param DMA_StreamxDMA通道选择,DMA1_Channel0~7/DMA2_Channel0~7* @param chxDMA请求选择,@ref DMA_REQUEST_0~DMA_REQUEST_7** @return void*/void MYDMA_Config(DMA_Channel_TypeDef *DMA_Channel, u32 seq){if((u32)DMA_Channel > (u32)DMA2) //得到当前stream是属于DMA2还是DMA1{__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();//DMA2时钟使能}else{__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();//DMA1时钟使能}__HAL_LINKDMA(&UART1_Handler, hdmatx, UART1TxDMA_Handler); //将DMA与USART1联系起来(发送DMA)//Tx DMA配置UART1TxDMA_Handler.Instance = DMA_Channel;//通道选择UART1TxDMA_Handler.Init.Request = seq;//请求选择UART1TxDMA_Handler.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH; //存储器到外设UART1TxDMA_Handler.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;//外设非增量模式UART1TxDMA_Handler.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; //存储器增量模式UART1TxDMA_Handler.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE; //外设数据长度:8位UART1TxDMA_Handler.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;//存储器数据长度:8位UART1TxDMA_Handler.Init.Mode = DMA_NORMAL;//外设普通模式UART1TxDMA_Handler.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH; //中等优先级HAL_DMA_DeInit(&UART1TxDMA_Handler);HAL_DMA_Init(&UART1TxDMA_Handler);}
未完待续。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
