STM32 DMA 循环模式DMA_Mode_Circular详解

STM32 DMA 循环模式DMA_Mode_Circular详解_dma循环模式-CSDN博客

DMA_Mode_Circular 可以理解成：DMA搬完这一轮后不会停，而是自动从头再来。
在 STM32 标准外设库（StdPeriph）里，DMA 模式有两个典型选项：DMA_Mode_Normal 和 DMA_Mode_Circular，其中 DMA_Mode_Circular 对应循环模式。ST 的文档还明确说明了：在循环模式下，传输计数到 0 后会自动恢复为初始值继续传输；而普通模式到 0 就结束。(STMicroelectronics)

你可以先把它和普通模式对比着理解：

1. Normal 模式
DMA 按你设定的长度搬一次，搬完就停。计数器减到 0 后，不会自动继续。(STMicroelectronics)

2. Circular 模式
DMA 按你设定的长度搬完一轮后，计数器自动装回初值，然后继续下一轮；在支持循环缓冲描述的 ST 资料里，还说明了源地址、目的地址和传输数量会在一轮完成后自动重新装载，所以它特别适合“持续不断”的数据流。(STMicroelectronics)

一、它到底在“循环”什么？

本质上循环的是这几个东西：

本轮要搬多少个数据：CNDTR/NDTR
当前搬运过程
到达末尾后重新开始下一轮

以“ADC 连续采样到数组”为例：

假设你配置：

外设地址：ADC1->DR
内存地址：adc_buf[0]
长度：8
模式：DMA_Mode_Circular

那么流程就是：

ADC 每转换完成一次，发出一次 DMA 请求。
DMA 把 ADC1->DR 的值搬到 adc_buf[0]、adc_buf[1] ... adc_buf[7]。
当 8 个数据搬完后：
- 普通模式：停住。
- 循环模式：计数器恢复成 8，再从头开始写缓冲区。(STMicroelectronics)

所以它非常像一个“硬件自动回卷的缓冲区”。

二、半传输和全传输中断怎么理解？

STM32 DMA 常见会有这些事件标志：

HT：Half Transfer，半传输完成
TC：Transfer Complete，整轮传输完成
TE：Transfer Error，传输错误
GL：全局标志，表示同通道发生了上述某类事件(STMicroelectronics)

这在循环模式里特别有用。

比如缓冲区长度为 8：

搬到 adc_buf[0..3] 后，触发一次 HT
搬到 adc_buf[4..7] 后，触发一次 TC
然后 DMA 自动回到开头，又开始下一轮(STMicroelectronics)

这就是很多人常说的“前半缓冲 / 后半缓冲处理”思路。
也就是说：

DMA 正在写后半段时，CPU 可以处理前半段
DMA 正在写前半段时，CPU 可以处理后半段

这样就能连续采集、连续处理，CPU 和 DMA 并行工作。

三、为什么很多连续采样都喜欢用 Circular？

因为它很适合数据源不断产生数据的场景。典型有：

ADC 连续采样
ADC 持续出数据，DMA 持续搬到数组；如果 ADC 设成“DMA unlimited”，官方说明这本来就是为了配合 DMA 循环模式使用。若 ADC 设成 unlimited，而 DMA 却是 non-circular，那么 DMA 长度用完后会停止，ADC 可能产生 overrun。(STMicroelectronics)

UART 接收
串口接收往往是持续的、长度不固定的，循环 DMA 能让接收缓冲一直更新，不需要每收满一次就重新启动 DMA。
但要注意：循环 DMA 只负责搬数据，不负责帮你判断一帧从哪开始、到哪结束。变长帧通常还要配合 IDLE 中断、定时器超时或协议头尾判断。

DAC 输出波形
例如输出正弦波查表。DMA 把波形表循环送到 DAC，表尾到了自动回表头，波形就连续输出。

SPI / I2S 连续流数据
比如音频接收、传感器持续采样，循环模式也很常见。
不过 ST 文档也列出了一些 SPI 的限制：某些 SPI 主模式下不能用 DMA circular，并且启用 circular 时 CRC 功能不受管理。(STMicroelectronics)

四、最关键的一个理解：它不是“无限加长缓冲区”

很多初学者会误会成：

开了 Circular，DMA 就会一直往后写，像无限数组一样。

不是。
它是写到你给定缓冲区末尾后，再回到开头覆盖。所以：

缓冲区是固定长度的
数据会被新数据覆盖
你必须及时处理旧数据

这也是为什么循环模式一般都要搭配：

半传输中断 HT
全传输中断 TC
或者定期读取 DMA 当前剩余计数器

ST 也说明了：DMA 的当前数据计数器可以读取；普通模式下传完变成 0，而循环模式下会恢复到初始值继续运行。(STMicroelectronics)

五、StdPeriph 里怎么配？

如果你用的是标准外设库，最核心就是这一句：

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

例如 ADC + DMA 的典型风格大概是这样：

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)adc_buf;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 8;
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;   // 关键
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

其中要点是：

外设地址通常固定不变，所以 PeripheralInc = Disable
内存一般要顺序写数组，所以 MemoryInc = Enable
数据宽度要和外设寄存器匹配
循环模式只决定“这一轮结束后是否自动重来”，不替你决定数据宽度和自增方式

StdPeriph 文档里也明确给出了 DMA_Mode_Normal 和 DMA_Mode_Circular 这两个宏定义。(STMicroelectronics)

六、HAL 和 LL 里对应什么？

如果你后面切 HAL/LL，也是一一对应的：

StdPeriph：DMA_Mode_Circular
HAL：DMA_CIRCULAR
LL：LL_DMA_MODE_CIRCULAR

ST 的 HAL/LL 文档里同样写明了 DMA 模式可配置为 normal 或 circular。(STMicroelectronics)

七、最常见的几个坑

1）Memory-to-Memory 不能用 Circular

ST 官方资料明确写了：内存到内存模式不能使用 circular mode。
所以如果你是 mem -> mem 拷贝，别开循环。(STMicroelectronics)

2）只开了 Circular，不代表程序就“自动处理数据”

DMA 只是负责搬。
你仍然要决定：

什么时候读缓冲
读前半还是后半
如何避免处理慢导致覆盖

3）UART 变长接收只开 Circular 还不够

循环 DMA 很适合接收，但它不会告诉你“这帧刚刚结束了”。
通常还得配：

IDLE 中断
帧头帧尾
长度字段
超时判断

4）ADC 连续转换时，DMA 模式要配套

如果 ADC 还在不停产出数据，而 DMA 不是 circular，缓冲写满后 DMA 停掉，就容易出 overrun。ST 对这一点有明确说明。(STMicroelectronics)

5）SPI 某些模式下不能用 Circular

HAL 文档里明确列了限制，特别是某些主接收模式。(STMicroelectronics)

八、一句话记忆法

你可以直接记成：

Normal 模式：搬一圈就停。
Circular 模式：搬一圈后自动回到起点继续搬。

九、什么时候该选它？

选 DMA_Mode_Circular 的判断标准很简单：

适合：

持续 ADC 采样
串口持续接收
DAC 循环输出波形
音频 / 传感器流式数据

不适合：

一次性搬完就结束的任务
内存到内存拷贝
需要严格“只传一次”的发送任务

十、你现在做 STM32 项目时，最实用的理解

对你写程序最有帮助的，不是死记定义，而是这句：

DMA_Mode_Circular = 让 DMA 围着固定缓冲区反复写。

所以实际工程里你最该关心的是：

缓冲区多大合适
是否开 HT/TC 中断
CPU 来不来得及处理
会不会覆盖旧数据
外设是不是连续数据源

好，我直接给你一个能看懂、能上手、能写代码的版本。

1. DMA 循环模式的直观时序

以 ADC + DMA + 长度8的缓冲区 为例，DMA 设为循环模式后，流程是这样的：

ADC采样:   S1   S2   S3   S4   S5   S6   S7   S8   S9   S10 ...
DMA写入:   0    1    2    3    4    5    6    7    0    1  ...
缓冲区:   buf[0] ...                ...   buf[7]  再回到buf[0]

事件:                 HT中断                    TC中断
                     (半满)                    (满一轮)

也就是：

前 4 个数据写入 buf[0] ~ buf[3]，到一半时触发 HT（Half Transfer）
后 4 个数据写入 buf[4] ~ buf[7]，写完整轮时触发 TC（Transfer Complete）
然后 DMA 不会停，而是重新从 buf[0] 开始覆盖写下一轮。ST 的 HAL 文档里明确给出了 DMA 的 DMA_NORMAL 和 DMA_CIRCULAR 两种模式，也给出了 DMA 半传输、全传输中断，以及 __HAL_DMA_GET_COUNTER() 用于读取当前剩余传输数。(STMicroelectronics)

你可以把它记成一句话：

普通模式：搬一轮就停；循环模式：搬一轮后自动回到开头继续搬。
HAL 文档还明确说明：Memory-to-Memory 不允许 Circular mode。(STMicroelectronics)

2. 最典型用途：ADC 连续采样

STM32F1 的 HAL 文档里，HAL_ADC_Start_DMA() 的说明就是：启动 ADC 常规组转换，并通过 DMA 传输结果；同时用户可以在 HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback() 和 HAL_ADC_ConvCpltCallback() 里处理半缓冲和整缓冲数据。(STMicroelectronics)

你最应该这样理解

DMA 在前半区写时，CPU 可以处理后半区
DMA 在后半区写时，CPU 可以处理前半区
这样就形成了连续采样 + 分段处理

3. STM32F103 + HAL 的 ADC 循环 DMA 示例

下面给你一个适合 STM32F103 的基础模板。
假设：

ADC1 采样通道：PA0 -> ADC_CHANNEL_0
DMA：DMA1_Channel1
缓冲区长度：16
模式：循环模式

全局变量

#include "main.h"

#define ADC_BUF_LEN 16

ADC_HandleTypeDef hadc1;
DMA_HandleTypeDef hdma_adc1;

volatile uint16_t adc_buf[ADC_BUF_LEN];

volatile uint8_t adc_half_ready = 0;
volatile uint8_t adc_full_ready = 0;

ADC 初始化关键部分

void MX_ADC1_Init(void)
{
    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

    hadc1.Instance = ADC1;
    hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
    hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;      // 连续转换
    hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    HAL_ADC_Init(&hadc1);

    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
    sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}

DMA 初始化关键部分

关键是这一句：

hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;

完整示例：

void MX_DMA_Init(void)
{
    __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

    hdma_adc1.Instance = DMA1_Channel1;
    hdma_adc1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    hdma_adc1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    hdma_adc1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    hdma_adc1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
    hdma_adc1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
    hdma_adc1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;          // 循环模式
    hdma_adc1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;

    HAL_DMA_Init(&hdma_adc1);

    __HAL_LINKDMA(&hadc1, DMA_Handle, hdma_adc1);

    HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 1, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
}

HAL 文档中明确列出了 DMA_CIRCULAR，并且 ADC 的 DMA 工作流就是通过 HAL_ADC_Start_DMA() 启动，然后在 HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback() / HAL_ADC_ConvCpltCallback() 中处理数据。(STMicroelectronics)

启动采样

void ADC_DMA_Start(void)
{
    HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)adc_buf, ADC_BUF_LEN);
}

HAL_ADC_Start_DMA() 的官方描述就是：使能 ADC，启动常规组转换，并通过 DMA 传输结果。(STMicroelectronics)

中断服务函数

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
    HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_adc1);
}

回调函数

void HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    if (hadc->Instance == ADC1)
    {
        adc_half_ready = 1;
    }
}

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
    if (hadc->Instance == ADC1)
    {
        adc_full_ready = 1;
    }
}

主循环处理

void Process_ADC_FirstHalf(void)
{
    // 处理 adc_buf[0] ~ adc_buf[7]
}

void Process_ADC_SecondHalf(void)
{
    // 处理 adc_buf[8] ~ adc_buf[15]
}

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    MX_DMA_Init();
    MX_ADC1_Init();

    ADC_DMA_Start();

    while (1)
    {
        if (adc_half_ready)
        {
            adc_half_ready = 0;
            Process_ADC_FirstHalf();
        }

        if (adc_full_ready)
        {
            adc_full_ready = 0;
            Process_ADC_SecondHalf();
        }
    }
}

4. 这个 ADC 方案为什么稳定

因为它不是“采一个、停一下、再配一次 DMA”，而是：

ADC 连续出数据
DMA 自动搬运
半缓冲/满缓冲时通知 CPU 处理

HAL 文档对 ADC DMA 模式的描述也正是这个流程：启动 DMA 传输后，结果会被自动搬到目标地址，用户通过 Half/Complete 回调拿到处理时机。(STMicroelectronics)

5. UART 循环 DMA 应该怎么用

STM32F1 HAL 里有 HAL_UART_Receive_DMA()，文档说明它用于 DMA 模式接收一定数量的数据；同时也提供了 HAL_UART_RxHalfCpltCallback 和 HAL_UART_RxCpltCallback 这些回调。(STMicroelectronics)

但串口接收和 ADC 不一样：

ADC 常常是“固定频率、连续流”
UART 常常是“变长帧、不定时到来”

所以 UART 用 Circular DMA 时，通常要再配合 IDLE 空闲中断 来判断“一帧收完了”。

HAL 文档明确给出了：

UART_FLAG_IDLE：空闲线检测标志
UART_IT_IDLE：空闲中断
清除 IDLE 标志的方法：读 USART_SR 再读 USART_DR；HAL 还提供了 __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG。(STMicroelectronics)

6. STM32F103 + HAL 的 UART 循环接收思路

假设：

USART1 接收
DMA 接收到 uart_rx_buf[64]
开循环模式
开 UART IDLE 中断
每次空闲中断时，读取“当前已经收到多少字节”

全局变量

#define UART_RX_BUF_LEN 64

UART_HandleTypeDef huart1;
DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;

uint8_t uart_rx_buf[UART_RX_BUF_LEN];
volatile uint16_t uart_last_pos = 0;

DMA 初始化核心

hdma_usart1_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
hdma_usart1_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_usart1_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
hdma_usart1_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
hdma_usart1_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
hdma_usart1_rx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
hdma_usart1_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;

启动 UART DMA 接收

HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, uart_rx_buf, UART_RX_BUF_LEN);
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);

HAL 文档中列出了 HAL_UART_Receive_DMA()，也列出了 UART_IT_IDLE 和 UART_FLAG_IDLE。(STMicroelectronics)

USART1 中断处理

void USART1_IRQHandler(void)
{
    if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE) != RESET)
    {
        __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);

        uint16_t pos = UART_RX_BUF_LEN - __HAL_DMA_GET_COUNTER(huart1.hdmarx);

        if (pos != uart_last_pos)
        {
            if (pos > uart_last_pos)
            {
                // 数据在 uart_rx_buf[uart_last_pos ... pos-1]
            }
            else
            {
                // 发生回卷：
                // 先处理 uart_rx_buf[uart_last_pos ... UART_RX_BUF_LEN-1]
                // 再处理 uart_rx_buf[0 ... pos-1]
            }

            uart_last_pos = pos;
        }
    }

    HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
}

这里的关键点是：

__HAL_DMA_GET_COUNTER() 返回当前 DMA 通道剩余的数据单元数
所以 总长度 - 剩余长度 = 已写入位置。这个宏的官方说明就在 HAL DMA 文档里。(STMicroelectronics)

7. UART 循环 DMA 的核心难点

不是“能不能收到”，而是“怎么判帧”。

你需要特别注意：

循环 DMA 只负责搬数据
- 它不会告诉你协议帧从哪开始、到哪结束。
- 变长协议一般还是要靠 IDLE、中断、帧头帧尾或长度字段。
  (STMicroelectronics)
数据会覆盖
- 如果你的上层处理太慢，旧数据可能还没处理完就被新数据覆盖。
- 所以循环缓冲区长度要留余量。
不要在回调里做太重的事
- 中断里只做“记录位置、置标志”，真正解析放到主循环或任务里。

8. 什么时候该选 Circular

你做 STM32 工程时，下面这个判断最实用：

用 Circular 的场景

ADC 连续采样
UART 持续接收
DAC 周期波形输出
音频/I2S/SPI 连续流数据

不建议用 Circular 的场景

一次性收 20 字节就结束
一次性发一包固定长度数据
内存到内存搬运
因为 HAL 明确说明 Memory-to-Memory transfer mode 下 Circular mode 不允许。(STMicroelectronics)

9. 你可以直接这样记

最后给你一个最容易记住的工程化结论：

ADC + Circular DMA

重点看 HT/TC 回调
适合持续采样
最常见、最稳

UART + Circular DMA

重点看 IDLE 中断 + DMA剩余计数
适合持续接收
变长协议特别常用

10. 给你一个最短模板结论

你以后看到这行配置：

hdma.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;

就立刻想到：

DMA 会在固定缓冲区里反复写，写到末尾后自动从开头继续。

STM32 DMA 循环模式DMA_Mode_Circular详解

一、它到底在“循环”什么？

二、半传输和全传输中断怎么理解？

三、为什么很多连续采样都喜欢用 Circular？

四、最关键的一个理解：它不是“无限加长缓冲区”

五、StdPeriph 里怎么配？

六、HAL 和 LL 里对应什么？

七、最常见的几个坑

1）Memory-to-Memory 不能用 Circular

2）只开了 Circular，不代表程序就“自动处理数据”

3）UART 变长接收只开 Circular 还不够

4）ADC 连续转换时，DMA 模式要配套

5）SPI 某些模式下不能用 Circular

八、一句话记忆法

九、什么时候该选它？

十、你现在做 STM32 项目时，最实用的理解

1. DMA 循环模式的直观时序

2. 最典型用途：ADC 连续采样

你最应该这样理解

3. STM32F103 + HAL 的 ADC 循环 DMA 示例

全局变量

ADC 初始化关键部分

DMA 初始化关键部分

启动采样

中断服务函数

回调函数

主循环处理

4. 这个 ADC 方案为什么稳定

5. UART 循环 DMA 应该怎么用

6. STM32F103 + HAL 的 UART 循环接收思路

全局变量

DMA 初始化核心

启动 UART DMA 接收

USART1 中断处理

7. UART 循环 DMA 的核心难点

8. 什么时候该选 Circular

用 Circular 的场景

不建议用 Circular 的场景

9. 你可以直接这样记

ADC + Circular DMA

UART + Circular DMA

10. 给你一个最短模板结论

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STM32 DMA 循环模式DMA_Mode_Circular详解

20260310

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