DMA 是什么?

DMA(Direct Memory Access)是 外设直接和内存之间数据搬运的机制,不需要 CPU 参与。

✅ 举个例子:

传统方式: ADC → CPU → RAM
使用 DMA:ADC → DMA → RAM(CPU 不需干预)

DMA分管着7条DMA通道,DMA2分管着5条DMA通道,不过只有大容量的芯片才会有DMA2。

请添加图片描述
使用DMA的优点显而易见:高效(无 CPU 干预),快速(并行执行),实时性好(适合高频采样),释放 CPU(可以做其他任务)。


CubeMX 配置说明

ADC 配置(如下图):

选项						设置
通道						IN10(PC0)
Regular Conversion		Enable
Trigger					Software Start
Sampling Time			239.5 cycles(稳定)

DMA 配置(如下图):

选项					内容
Channel				DMA1 Channel 1
Direction			Peripheral to Memory
Mode				Circular(循环模式)✅
Priority			Low(可调)注:Circular 模式:DMA 采完一圈自动从头开始,适合连续采样

请添加图片描述

NVIC 中断优先级设置
启用:

✅ DMA1 Channel1 global interrupt
✅ ADC global interrupt
优先级可设置为较低(如 14)(不要和其他响应优先级冲突)

请添加图片描述

工程结构

使用 DMA 方式从 ADC1(通道10) 采集数据,将数据通过 DMA 自动搬运到 ADC_Value[] 数组,串口打印采样值。

使用 HAL 库函数 HAL_ADC_Start_DMA()

  1. 变量定义(存储一个通道的采样值)
uint16_t ADC_Value[1] = {0};  // 存储一个通道的采样值
  • 也可以扩展为多通道:uint16_t ADC_Value[3];
  1. 启动 DMA 采集
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)ADC_Value, 1);
  • 每次调用都会重启 DMA 采样(通常建议只启一次)

     参数				含义&hadc1				ADC 1 句柄ADC_Value			数据存储地址1					采样通道个数(数据长度)
    
  1. 打印采样值
printf("CH10 = %d\r\n", ADC_Value[0]); //每秒打印一次,观察 ADC 值随输入电压变化。

DMA 实现 ADC 的核心步骤:

步骤:
① CubeMX 配置 DMA(ADC1 → DMA1_Channel1)
② 设置 DMA 模式为 Circular
③ 启用中断(可选)
④ 写代码启动采样:HAL_ADC_Start_DMA()
⑤ 在主循环中读取数组中的值
⑥ 可配合 HAL_ADC_ConvCpltCallback() 做中断处理

数据流逻辑:

	   +------------+       +-------------+       +-------------+
AIN10 →|   ADC1     | ====> |    DMA      | ====> |   RAM数组    |+------------+       +-------------+       +-------------+↑                       ↓|                   不用CPU搬运|                   由DMA自动完成软件触发             Circular循环方式
完整代码

📄 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 );  //开启校准/* 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 */

因为DMA的CPU干预几乎为0(除了启动的时候),DMA在高频采样、连续采样的场景中十分适用,可以配合ADC连续+DMA循环使用。


测试结果:

请添加图片描述

其他测试结果的方法:

接电位器调节电压			看 ADC 值是否变化
用波形发生器加信号			观察 DMA 是否持续采样
用示波器测试 PC0 电压		与 ADC 值对应

可能会出现的场景问题排查:

问题								原因
ADC 值不变						没有接电压 / PC0 无信号
printf 值不更新					DMA 没启动成功 / ADC 没触发
HAL_ADC_Start_DMA 每次都调用		会重启 DMA,建议只调用一次
串口乱码							波特率不一致

其他扩展性应用:

扩展应用
多通道 DMA 采样ADC + Scan Mode + DMA
ADC + DMA + 滤波DMA 采样后做均值滤波
ADC + DMA + OLED实时显示电压变化曲线
ADC + DMA + FFT做声音/振动频谱分析
音频采样使用 ADC + DMA 连续采样音频信号

以上。这便是 STM32 中 打开DMA通道,启用外设直接和内存之间数据搬运机制,用于数据的传输 的过程。

以上,欢迎有从事同行业的电子信息工程、互联网通信、嵌入式开发的朋友共同探讨与提问,我可以提供实战演示或模板库。希望内容能够对你产生帮助!

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