嵌入式大厂面经 STM32 DMA常见面试题（持续更新中！）
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STM32 DMA常见面试题
DMA(直接内存访问)是STM32微控制器中非常重要的外设，能够显著提高系统性能。以下是STM32 DMA相关的常见面试题及解答：
1. DMA的基本概念
什么是DMA？
DMA(Direct Memory Access)是一种无需CPU干预即可在外设和内存之间、或内存与内存之间传输数据的技术。DMA控制器可以独立于CPU工作，从而释放CPU资源用于其他任务。
DMA的主要优势
- 减轻CPU负担，提高系统效率
- 数据传输速度快，实时性好
- 适合大量数据传输场景
- 降低功耗（相比CPU轮询方式）
2. STM32 DMA架构
STM32 DMA控制器特点
不同系列STM32的DMA控制器有所不同：
- STM32F1系列：2个DMA控制器(DMA1/DMA2)每个控制器有7个通道通道优先级可配置
- STM32F4系列：2个DMA控制器每个控制器有8个数据流(Stream)每个数据流可以配置为8个通道请求之一支持双缓冲区模式和FIFO
// STM32F4 DMA控制器结构
typedef struct {
DMA_Stream_TypeDef *Stream; // DMA数据流
uint32_t Channel; // DMA通道
uint32_t PeripheralBaseAddr; // 外设地址
uint32_t MemoryBaseAddr; // 内存地址
uint32_t Direction; // 传输方向
uint32_t BufferSize; // 缓冲区大小
uint32_t PeripheralInc; // 外设地址增量模式
uint32_t MemoryInc; // 内存地址增量模式
uint32_t PeripheralDataSize; // 外设数据宽度
uint32_t MemoryDataSize; // 内存数据宽度
uint32_t Mode; // 工作模式
uint32_t Priority; // 优先级
} DMA_InitTypeDef;
3. DMA传输模式
基本传输模式
- 存储器到外设：从内存读取数据发送到外设
- 外设到存储器：从外设接收数据存储到内存
- 存储器到存储器：在两个内存区域之间传输数据(部分STM32系列支持)
工作模式
- 正常模式：传输完成后停止
- 循环模式：传输完成后自动重新开始传输
- 双缓冲模式：使用两个内存缓冲区交替工作(F4及以上系列支持)
// 配置DMA工作模式示例
void DMA_ModeConfig(void) {
// 正常模式
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
// 循环模式
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
// STM32F4双缓冲模式
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
DMA_DoubleBufferModeConfig(DMA2_Stream0, (uint32_t)Buffer1, (uint32_t)Buffer2);
DMA_DoubleBufferModeCmd(DMA2_Stream0, ENABLE);
}
4. DMA配置参数详解
关键配置参数
- 外设/内存地址：数据源和目标地址
- 数据方向：外设到内存、内存到外设、内存到内存
- 传输数据大小：要传输的数据项数量
- 地址增量模式：地址是否在每次传输后自动增加
- 数据宽度：8位、16位或32位
- 优先级：低、中、高、超高
- 传输模式：正常、循环等
- 中断使能：传输完成、半传输完成、错误中断等
// STM32F1 DMA基本配置示例
void DMA_BasicConfig(void) {
// 使能DMA时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
// 配置DMA通道
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&SPI1->DR; // 外设地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)TxBuffer; // 内存地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 数据方向
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUFFER_SIZE; // 缓冲区大小
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址固定
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 内存地址递增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外设数据宽度
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 内存数据宽度
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // 工作模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 优先级
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 非内存到内存模式
DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStructure);
// 使能DMA通道
DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);
}
5. DMA与外设结合应用
UART与DMA结合
// UART DMA发送配置
void UART_DMA_TxConfig(void) {
// 配置DMA
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)TxBuffer;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUFFER_SIZE;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;
DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure); // USART1_TX对应DMA1_Channel4
// 使能UART DMA发送请求
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
// 使能DMA通道
DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE);
}
// UART DMA接收配置
void UART_DMA_RxConfig(void) {
// 配置DMA
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&USART1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)RxBuffer;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BUFFER_SIZE;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式接收
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); // USART1_RX对应DMA1_Channel5
// 使能UART DMA接收请求
USART_DMACmd(USART1, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);
// 使能DMA通道
DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);
}
ADC与DMA结合
// ADC DMA配置
void ADC_DMA_Config(void) {
// 配置DMA
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADC_ConvertedValue;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ADC_CHANNEL_NUM; // 多通道采样
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); // ADC1对应DMA1_Channel1
// 使能DMA通道
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
// 配置ADC DMA模式
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
}
SPI与DMA结合
// SPI DMA发送配置
void SPI_DMA_TxConfig(void) {
// 配置DMA
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&SPI1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)SPI_TxBuffer;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
DMA_InitSt
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