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。
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
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)
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()
- 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];
- 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)
- 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:
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!