【STM32】HAL庫中的實現（七）：DMA（直接存儲器訪問）

DMA 是什么？

DMA（Direct Memory Access）是 外設直接和內存之間數據搬運的機制，不需要 CPU 參與。

? 舉個例子：

傳統方式： ADC → CPU → RAM
使用 DMA：ADC → DMA → RAM（CPU 不需干預）

DMA分管著7條DMA通道，DMA2分管著5條DMA通道，不過只有大容量的芯片才會有DMA2。

請添加圖片描述
使用DMA的優點顯而易見：高效（無 CPU 干預），快速（并行執行），實時性好（適合高頻采樣），釋放 CPU（可以做其他任務）。

CubeMX 配置說明

ADC 配置（如下圖）：

選項						設置
通道						IN10（PC0）
Regular Conversion		Enable
Trigger					Software Start
Sampling Time			239.5 cycles（穩定）

DMA 配置（如下圖）：

選項					內容
Channel				DMA1 Channel 1
Direction			Peripheral to Memory
Mode				Circular（循環模式）?
Priority			Low（可調）注：Circular 模式：DMA 采完一圈自動從頭開始，適合連續采樣

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NVIC 中斷優先級設置
啟用：

? DMA1 Channel1 global interrupt
? ADC global interrupt
優先級可設置為較低（如 14）（不要和其他響應優先級沖突）

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工程結構

使用 DMA 方式從 ADC1（通道10） 采集數據，將數據通過 DMA 自動搬運到 ADC_Value[] 數組，串口打印采樣值。

使用 HAL 庫函數 HAL_ADC_Start_DMA()

  1. 變量定義（存儲一個通道的采樣值）
uint16_t ADC_Value[1] = {0};  // 存儲一個通道的采樣值
  • 也可以擴展為多通道：uint16_t ADC_Value[3];
  1. 啟動 DMA 采集
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)ADC_Value, 1);

  • 每次調用都會重啟 DMA 采樣（通常建議只啟一次）

     參數				含義&hadc1				ADC 1 句柄ADC_Value			數據存儲地址1					采樣通道個數（數據長度）
  1. 打印采樣值
printf("CH10 = %d\r\n", ADC_Value[0]); //每秒打印一次，觀察 ADC 值隨輸入電壓變化。

☆ DMA 實現 ADC 的核心步驟：

步驟：
① CubeMX 配置 DMA（ADC1 → DMA1_Channel1）
② 設置 DMA 模式為 Circular
③ 啟用中斷（可選）
④ 寫代碼啟動采樣：HAL_ADC_Start_DMA()
⑤ 在主循環中讀取數組中的值
⑥ 可配合 HAL_ADC_ConvCpltCallback() 做中斷處理

☆ 數據流邏輯：

	   +------------+       +-------------+       +-------------+
AIN10 →|   ADC1     | ====> |    DMA      | ====> |   RAM數組    |+------------+       +-------------+       +-------------+↑                       ↓|                   不用CPU搬運|                   由DMA自動完成軟件觸發             Circular循環方式
完整代碼

📄 main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file           : main.c* @brief          : Main program body******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "dma.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "string.h"
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV *//* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
uint16_t ADC_Value[1] = {0};
/* USER CODE END 0 *//*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_DMA_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_ADC1_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(  &huart1 , U1RxData, U1RxDataSize);HAL_ADCEx_Calibration_Start( &hadc1 );  //開啟校準/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){HAL_ADC_Start_DMA( &hadc1, (uint32_t* )ADC_Value, 1  );printf(" CH10 = %d \r\n",ADC_Value[0]);HAL_Delay(1000);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}/*** @brief System Clock Configuration* @retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters* in the RCC_OscInitTypeDef structure.*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/* USER CODE BEGIN 4 *//* USER CODE END 4 *//*** @brief  This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state */__disable_irq();while (1){}/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/*** @brief  Reports the name of the source file and the source line number*         where the assert_param error has occurred.* @param  file: pointer to the source file name* @param  line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{/* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

因為DMA的CPU干預幾乎為0（除了啟動的時候），DMA在高頻采樣、連續采樣的場景中十分適用，可以配合ADC連續+DMA循環使用。

測試結果：

請添加圖片描述

其他測試結果的方法：

接電位器調節電壓			看 ADC 值是否變化
用波形發生器加信號			觀察 DMA 是否持續采樣
用示波器測試 PC0 電壓		與 ADC 值對應

可能會出現的場景問題排查：

問題								原因
ADC 值不變						沒有接電壓 / PC0 無信號
printf 值不更新					DMA 沒啟動成功 / ADC 沒觸發
HAL_ADC_Start_DMA 每次都調用		會重啟 DMA，建議只調用一次
串口亂碼							波特率不一致

其他擴展性應用：

擴展應用
多通道 DMA 采樣ADC + Scan Mode + DMA
ADC + DMA + 濾波DMA 采樣后做均值濾波
ADC + DMA + OLED實時顯示電壓變化曲線
ADC + DMA + FFT做聲音/振動頻譜分析
音頻采樣使用 ADC + DMA 連續采樣音頻信號

以上。這便是 STM32 中 打開DMA通道，啟用外設直接和內存之間數據搬運機制，用于數據的傳輸 的過程。

以上，歡迎有從事同行業的電子信息工程、互聯網通信、嵌入式開發的朋友共同探討與提問，我可以提供實戰演示或模板庫。希望內容能夠對你產生幫助！

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