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适用平台：STM32F103C8T6（STM32F10x系列标准库）
阅读建议：配合《STM32F10xxx参考手册》第10章 DMA一起食用，效果更佳。

前置知识：需掌握GPIO、RCC时钟、ADC基础（本文ADC部分）

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一、前言

在STM32里，CPU就像一个"大管家"，要处理运算、要响应中断、还要来回搬运数据。如果每次ADC采完样、串口收到数据，都让CPU亲自去"搬货"，那它就没时间干正事了。DMA（Direct Memory Access，直接存储器存取） 就是专门请来的"搬运工"——它能在不占用CPU资源的情况下，自动把数据从一个地方搬到另一个地方。这篇文章我就结合江科大的课程笔记，把DMA的核心知识点梳理清楚。

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二、知识点讲解

2.1 DMA到底能搬什么？

DMA本质上就是一个数据搬运工，它主要在以下三者之间搬数据：

• 外设寄存器（如 ADC_DR、USART_DR）

• 运行内存 SRAM（存变量、数组的地方）

• 程序存储器 Flash（存代码的地方，但DMA只能读不能写）

• DMA（Direct Memory Access）直接存储器存取

• DMA可以提供外设和存储器或者存储器和存储器之间的高速数据传输，无须CPU干预，节省了CPU的资源

• 12个独立可配置的通道： DMA1（7个通道）， DMA2（5个通道）

• 每个通道都支持软件触发和特定的硬件触发

• STM32F103C8T6 DMA资源：DMA1（7个通道）

我的理解：你可以把外设寄存器想象成"前台收件箱"，SRAM是"仓库"，DMA就是"快递员"。ADC每转换完一次，数据先放到 ADC_DR 这个"收件箱"里，DMA就负责把它搬到SRAM的"仓库"数组里存起来，全程不需要CPU动手，就相当于一个数据转运小助手。

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2.2 存储器映像——先搞清楚"地图"

在讲DMA之前，必须先知道STM32里各个存储器的"住址"，不然连数据从哪搬到哪都不知道。

存储器映像图

我的理解：ROM是"只读"的，掉电不丢；RAM是"易失"的，掉电就没了。DMA搬运最常涉及的就是 0x4000 0000 区域的外设寄存器 和 0x2000 0000 区域的SRAM。

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2.3 DMA框图——看看"快递员"住哪

DMA框图（图21）

从框图里能看到几个关键信息：

• Cortex-M3 内核在左上角，包含CPU和内核外设。

• DMA1 有7个通道，DMA2 有5个通道（但F103C8T6只有DMA1）。

• DMA通过总线矩阵访问存储器，它和CPU是"平级"的主动单元，都能读写存储器。

• 当DMA和CPU同时想访问同一个目标时，总线仲裁器会协调，保证CPU至少有一半的总线带宽。

我的理解：总线矩阵就像"高速公路"，CPU和DMA都是"车主"。仲裁器就是"交警"，防止撞车。DMA1和DMA2各自有一条专用DMA总线，所以它们搬数据时不会堵死CPU的路。

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2.4 DMA基本结构——"搬运工"的工作流程

DMA基本结构图

这张图是理解DMA的核心。一次完整的DMA转运，需要配置以下几个参数：

① 起始地址（从哪搬？搬到哪？）

• 外设地址：数据源或目的地的地址

• 存储器地址：SRAM中数组的地址

② 数据宽度（一次搬多少？）

• Byte（字节，8位）：uint8_t

• HalfWord（半字，16位）：uint16_t

• Word（字，32位）：uint32_t

③ 地址是否自增（搬完一个，指针要不要++？）

• 比如ADC扫描模式，外设地址固定是 ADC_DR（不自增），存储器地址要自增（依次存到数组里）。

④ 传输计数器（总共搬几次？）

• 这是一个自减计数器，比如写7，就搬7次，减到0就停止。

• 注意：写传输计数器时，必须先关闭DMA（DMA_Cmd(DISABLE)），写完再开启。

⑤ 自动重装器（搬完要不要再来一轮？）

• 不重装（单次模式）：计数器到0就结束，适合转运一次数组。

• 重装（循环模式）：计数器到0自动恢复初始值，配合ADC连续扫描用。

⑥ 触发方式（什么时候搬？）

• 硬件触发：由外设事件触发，如ADC转换完成、串口收到数据、定时器更新等。

• 软件触发（M2M模式）：以最快速度连续搬运，适合存储器→存储器的转运。

我的理解：触发方式由 M2M位 决定。M2M=1是软件触发（Memory to Memory），M2M=0是硬件触发。软件触发和循环模式不能同时用，因为软件触发会以最快速度把计数器清零，而循环模式又会自动重装，结果就是DMA停不下来，一直狂转。

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2.5 DMA请求映像——通道怎么选？

DMA1请求映像（图22）

DMA1有7个通道，每个通道对应不同的硬件触发源：

通道	硬件触发源
通道1	ADC1、TIM2_CH3、TIM4_CH1
通道2	USART3_TX、TIM1_CH1、TIM2_UP、TIM3_CH3、SPI1_RX
通道3	USART3_RX、TIM1_CH2、TIM2_CH3、TIM3_CH4、TIM3_UP、SPI1_TX
通道4	USART1_TX、TIM1_CH4、TIM1_TRIG、TIM1_COM、TIM4_CH2、SPI2S2_RX、I2C2_TX
通道5	USART1_RX、TIM1_UP、SPI2S2_TX、TIM2_CH1、TIM4_CH3、I2C2_RX
通道6	USART2_RX、TIM1_CH3、TIM3_CH1、TIM3_TRIG、TIM4_CH1、I2C1_TX
通道7	USART2_TX、TIM2_CH2、TIM2_CH4、TIM4_UP、I2C1_RX

我的理解：硬件触发源是"绑定"在固定通道上的。比如你想用ADC1触发DMA，就必须选通道1；想用TIM2更新事件触发，就必须选通道2。不能乱选！但软件触发（M2M）不挑通道，随便哪个通道都能用。

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2.6 数据宽度与对齐——大小不一样怎么办？

数据宽度与对齐（表57）

当源端宽度和目标宽度不一致时，DMA会自动处理：

• 小数据 → 大数据：高位补0。比如8位 0xB0 转16位，变成 0x00B0。

• 大数据 → 小数据：高位舍弃。比如16位 0xB1B0 转8位，只保留低8位 0xB0。

我的理解：这个规则要记住，不然ADC采出来是16位的，如果你DMA配成8位传输，那高8位就被丢掉了，数据直接错一半。

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2.7 数据转运示例——从数组A到数组B

数据转运+DMA示意图

这是一个典型的 存储器→存储器 转运：

• 外设地址 = DataA 数组首地址

• 存储器地址 = DataB 数组首地址

• 数据宽度 = 8位（uint8_t）

• 两边地址都自增

• 传输计数器 = 7

• 触发方式 = 软件触发（M2M=1）

• 不需要自动重装（单次模式）

转运完成后，DataB 的内容和 DataA 完全一样。注意：这是"复制"，不是"剪切"，源数据不会消失。

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2.8 ADC扫描模式 + DMA——最经典的搭档

ADC扫描模式+DMA

这是DMA最常见的应用场景：

• ADC配置为扫描模式，一次触发依次转换7个通道。

• 每个通道转换完成后，结果都放到同一个 ADC_DR 寄存器里。

• 如果不及时搬走，下一个通道的结果就会覆盖上一个。

• DMA配置为：外设地址=ADC_DR（不自增），存储器地址=ADValue数组（自增），数据宽度=16位（半字），传输计数器=7。

• 触发方式选ADC硬件触发（通道1）。

• 如果ADC是连续扫描，DMA就配循环模式，实现"ADC不停地采，DMA不停地搬"的自动化流程。

我的理解：没有DMA的ADC扫描模式就是"耍流氓"——CPU得在中断里疯狂读 ADC_DR，稍微慢一点数据就丢了。有了DMA，CPU可以完全不管，等7个通道全部采完再看数组就行。

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三、个人理解 / 心得

DMA这个外设，学的时候感觉参数很多很杂，但理清楚之后就一个核心逻辑：从哪搬？搬到哪？搬多少？什么时候搬？搬完怎么办？ 这五个问题对应的就是起始地址、数据宽度、传输计数器、触发方式、自动重装器。只要把这五个参数想明白了，配置DMA就是填表的事情。

另外，通道和硬件触发源的绑定关系一定要记牢，我在最开始学的时候总以为通道可以随便选，结果ADC的DMA死活不触发，后来才发现ADC1只能绑在通道1上。这种"坑"踩一次就记住了。

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四、踩坑记录

踩坑点	现象	原因	解决办法
通道选错	DMA不触发，数据不搬运	硬件触发源和通道是绑定的，如ADC1必须用通道1	查请求映像表，选对通道
传输计数器写不进去	程序卡死或计数器不变	DMA开启时不能写计数器	先 DMA_Cmd(DISABLE)，写完计数器再 ENABLE
软件触发+循环模式	DMA停不下来，一直转运	软件触发以最快速度清零计数器，循环模式又自动重装，形成死循环	两者不能同时用
数据宽度配错	ADC数据只有低8位有效	DMA配成了8位传输，16位ADC数据高8位被舍弃	根据实际数据类型选HalfWord或Word
地址不自增	数组里所有元素都一样	存储器地址没开自增，每次都写到同一个位置	存储器端地址配置为自增模式

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五、总结表格

知识点	核心内容
DMA本质	协助CPU完成数据搬运，无需CPU干预
搬运方向	外设↔存储器、存储器↔存储器
F103C8T6资源	只有DMA1，共7个通道
触发方式	硬件触发（M2M=0）/ 软件触发（M2M=1）
传输计数器	自减计数，到0停止；写之前必须先关DMA
自动重装	单次模式（不重装）/ 循环模式（重装）
数据宽度	Byte(8bit)、HalfWord(16bit)、Word(32bit)；小转大补0，大转小舍弃
地址自增	决定每次转运后指针是否++
通道绑定	硬件触发源固定绑定特定通道，不可随意更改
经典应用	ADC扫描模式+DMA，解决数据覆盖问题

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六、结语

写这篇文章的时候，我把江科大的视频又回顾了一遍，DMA这个外设虽然参数多，但逻辑非常清晰。建议大家在看完理论之后，先用软件触发做存储器到存储器的转运练手，熟悉基本结构之后，再去做ADC+DMA的硬件触发，循序渐进就不容易乱。

📌 开发环境：Keil5 + STM32F103C8T6最小系统板 + ST-Link
📌 参考资料：江科大STM32入门教程、《STM32F10xxx参考手册》
📌 前置文章：江科大STM32入门：ADC模数转换器详解与代码实战

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