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STM32——DMA（十四） - 指南

news 2026/3/27 0:18:51

•DMA（Direct Memory Access）直接存储器存取

•DMA行提供外设寄存器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，从存储器转运到存储器用软件触发，外设寄存器和存储器之间转运用硬件触发。

•STM32F103C8T6DMA资源：DMA1（7个通道）

起始地址	存储器类型	用途解读
`0x0800 0000`	程序存储器 Flash	STM32 的主程序存储区，C 语言编译后的二进制代码、常量数据都会烧录在这里。系统上电后，CPU 会从该地址开始取指令执行。就是这
`0x1FFF F000`	系统存储器	该区域存储了 ST 官方供应的 BootLoader 程序，可通过串口等方式对主 Flash 进行软件下载，常用于芯片出厂后的首次烧录或固件升级。
`0x1FFF F800`	选项字节	存储芯片的调整参数，如读保护、写保护、电压监测阈值等，这些参数独立于用户程序，通常凭借专用指令修改。

起始地址	存储器类型	用途解读
`0x2000 0000`	运行内存 SRAM	程序运行时的临时资料、局部变量、堆栈等都存放在这里，掉电后数据会丢失。
`0x4000 0000`	外设寄存器	所有片上外设（如 GPIO、UART、SPI 等）的配置和状态寄存器都映射在此区域，依据读写这些寄存器可能控制外设工作。
`0xE000 0000`	内核外设寄存器	映射 Cortex-M 内核的专属外设寄存器，如嵌套向量中断控制器（NVIC）、环境定时器（SysTick）等，用于部署内核的核心功能。

地址映射本质：Cortex-M 内核将程序代码、数据、外设寄存器统一映射到 4GB 的线性地址空间，CPU 可以利用地址直接访问，无需额外的地址转换，简化了硬件设计和软件开发。

哈佛结构：该架构中，程序存储器（Flash）和数据存储器（SRAM）拥有独立的总线，CPU 可以同时取指令和访问数据，提升了执行效率。

1.框图中的 DMA 子系统结构

从图中可以清晰看到 STM32 的 DMA 模块组成：

DMA1 与 DMA2：这是两个独立的 DMA 控制器，拥有各自的通道和仲裁器。
- DMA1：包含 7 个通道，主要负责为挂载在 APB1 和部分 APB2 总线上的外设献出 DMA 请求，比如 UART、SPI、I2C、TIM 等。
- DMA2：涵盖 5 个通道，主要服务于以太网 MAC、USB OTG FS 等高速外设，以及 ADC 等数据吞吐量较高的设备。
仲裁器：当多个 DMA 通道同时发起请求时，仲裁器会根据通道优先级决定哪个请求先被响应。
AHB 从设备接口：DMA 控制器通过该接口连接到 AHB 总线，从而实现对 Flash、SRAM 等存储器的高速访问。

2. DMA 的工作流程

请求触发：当外设（如 UART、ADC）需要传输数据时，会向对应的 DMA 通道发出一个 “DMA 请求” 信号。
仲裁响应：DMA 控制器的仲裁器收到请求后，根据预设的优先级选择最高优先级的请求进行响应。
直接传输：获得响应的 DMA 通道会直接通过 AHB 总线，在源地址（如外设寄存器或 SRAM）和目标地址（如 SRAM 或外设寄存器）之间搬运数据，整个过程无需 CPU 干预。
完成中断：当数据传输完成后，DMA 会向 CPU 发送中断信号，通知 CPU 可能处理后续工作。

3. 与系统总线的关联

配置阶段：CPU 先配备好外设和存储器的地址、内容宽度、地址自增模式，以及传输方向和计数器值。
触发传输：通过M2M（M to M 存储器到存储器）选择触发模式，由硬件事件或软件指令触发 DMA 开始工作。这里的软件触发是以最快的速度将计数器减到零，所以不能和自动重装同时工作，否则DMA会一直工作。
自动搬运：DMA 控制器在无需 CPU 干预的情况下，按配置自动搬运数据，并递减传输计数器。
循环或结束：如果开启自动重装，计数器归零后会自动重新加载并开始新一轮传输；否则传输结束后触发中断通知 CPU。
开关控制：写传输计数器时，必须先关闭DMA。