STM32H743Z+TF卡实战：4位SDMMC高速存储指南

目录

一、核心概念先理清（初学者必看，避免术语混淆）

1. SDMMC 是什么？

2. TF 卡与 SDMMC 的匹配性

3. SDMMC 的两种数据线模式（初学者优先 4 位）

4. 关键前提：TF 卡的最小读写单位

二、STM32H743Z SDMMC 接口核心原理

1. STM32H743Z 的 SDMMC 外设特性（针对初学者，只讲关键）

2. SDMMC 通信的核心引脚功能

3. 可选辅助引脚（初学者可先不接，简化电路）

4. 核心通信逻辑（极简版）

三、STM32H743Z + TF 卡 硬件连接（4 位模式，初学者标准版）

1. 核心硬件准备

2. SDMMC1 引脚定义（STM32H743ZI 208 引脚，固定不可改）

3. 硬件连接示意图（初学者直观版）

4. 硬件关键注意事项（避坑核心，初学者必须遵守）

四、软件实现（HAL 库 + FatFS，初学者零基础版）

前置准备

步骤 1：STM32CubeMX 配置（自动生成初始化代码，零基础）

1. 芯片选择：STM32H743ZIT6（208 引脚，Z 结尾）；

2. 时钟配置（H7 核心，必须正确）

3. SDMMC1 配置

4. GPIO 配置

5. 生成代码

步骤 2：FatFS 文件系统移植（极简版，CubeMX 集成）

步骤 3：核心代码实现（文件读写，零基础可直接复制）

关键代码解释（初学者重点理解）

步骤 4：测试验证

五、典型应用场景（结合 STM32H743Z 的高性能优势）

1. 工业 / 物联网大数据日志存储（最常用）

2. Bootloader 固件升级（嵌入式必备）

3. 多媒体数据存储与播放（H7 高性能专属）

4. 离线数据缓存与批量上传

5. 配置文件存储（简化项目开发）

六、初学者常见坑与避坑技巧（核心，避免踩雷）

坑 1：TF 卡初始化失败 / 挂载失败（90% 的初学者遇到）

坑 2：文件写入成功，但电脑端打开内容为空 / 乱码

坑 3：DMA 传输失败，数据读写错误

坑 4：SDMMC 通信不稳定，偶尔读写失败

坑 5：FatFS 不支持中文文件名 / 中文内容

七、初学者进阶方向（从基础到精通）

总结

STM32H743 的SDMMC 外设是传统 SDIO 外设的增强版，完全兼容 SD/MMC/TF（MicroSD）卡，原生支持1 位 / 4 位数据线（TF 卡主流用 4 位）、高速时钟（最高 50MHz，SD 卡 v2.0 标准），且硬件支持 DMA 传输，能大幅降低 CPU 占用，这是 H743 相比 F1/F4 系列 SDIO 的核心优势；同时 TF 卡和 STM32H743 的 IO 均为3.3V 电平，无需任何电平转换芯片，直接连接即可，避免额外硬件成本和引脚损伤。

下面从核心概念→接口原理→硬件连接→HAL 库软件实现→典型应用→初学者避坑六个维度，一步步讲透，所有内容均适配 STM32H743Z。

一、核心概念先理清（初学者必看，避免术语混淆）

1. SDMMC 是什么？

SDMMC 是Secure Digital MultiMediaCard的缩写，是 STM32H7 系列的专用高速外设，专为 SD 卡、MMC 卡、TF 卡设计，替代了传统 F1/F4 的 SDIO 外设，兼容 SDIO 协议，同时增加了对 MMC 卡的完善支持，核心优势是硬件 DMA、更高的时钟频率、更低的 CPU 占用，适合大数据量传输。

2. TF 卡与 SDMMC 的匹配性

TF 卡（MicroSD）是 SD 卡的迷你版，完全兼容 SD v2.0 协议，支持 SDMMC 的1 位 / 4 位数据线模式，是嵌入式中最常用的外置存储（体积小、容量大、性价比高），也是 SDMMC 外设的主要适配对象。

3. SDMMC 的两种数据线模式（初学者优先 4 位）

SDMMC 通信依赖命令线 + 时钟线 + 数据线，数据线支持 1 位 / 4 位配置，4 位模式是 TF 卡的主流用法（速度是 1 位的 4 倍，且硬件连接仅多 2 根线，复杂度低）。

4. 关键前提：TF 卡的最小读写单位

和所有 SD/TF 卡一致，扇区（512 字节） 是 TF 卡的最小读写单位，所有底层硬件操作（SDMMC）都必须按扇区执行；而 FatFS 文件系统会将扇区抽象为 “文件 / 文件夹”，让我们像操作电脑硬盘一样读写，初学者直接用 FatFS，避开底层扇区管理的复杂问题。

二、STM32H743Z SDMMC 接口核心原理

1. STM32H743Z 的 SDMMC 外设特性（针对初学者，只讲关键）

STM32H743ZI 拥有两个独立的 SDMMC 外设（SDMMC1、SDMMC2），均支持 4 位数据线、DMA 传输、SD v2.0/MMC v4.41，我们以SDMMC1为例讲解（最常用，引脚分布更合理），核心特性：

• 时钟源：由 MCU 的PLCK2提供（H743 的 PLCK2 最高 100MHz，分频后给 SDMMC，最高 50MHz，匹配 TF 卡的高速标准）；
• 硬件 DMA：支持 DMA2 控制器，传输数据时无需 CPU 参与，解放核心处理能力；
• 中断 / DMA 双模式：初学者用 DMA 模式更简单，无中断嵌套问题；
• 电压兼容：仅支持 3.3V 卡（TF 卡均为 3.3V，无需 5V 兼容）。

2. SDMMC 通信的核心引脚功能

SDMMC 的通信依赖6 根核心线（4 位模式），所有命令 / 数据传输都由时钟同步，STM32H743 为主机（提供时钟、发送命令），TF 卡为从机（响应命令、传输数据），各引脚功能如下（初学者记牢，避免接错）：

3. 可选辅助引脚（初学者可先不接，简化电路）

• CD（卡检测）：检测 TF 卡是否插入，一般接 TF 卡卡槽的 CD 引脚，到 STM32 的 GPIO（上拉 / 下拉），无卡时高 / 低电平，有卡时翻转；初学者可省，软件通过 SDMMC 初始化结果判断卡是否存在；
• WP（写保护）：检测 TF 卡是否开启写保护，接卡槽 WP 引脚到 STM32 GPIO；初学者可省，默认允许读写。

4. 核心通信逻辑（极简版）

三、STM32H743Z + TF 卡 硬件连接（4 位模式，初学者标准版）

1. 核心硬件准备

• STM32H743ZI 开发板（或核心板）；
• 标准 TF 卡卡槽（贴片 / 直插均可，带引脚定义）；
• 10kΩ 贴片电阻 ×5（CMD+D0~D3 各 1 个）；
• 0.1μF 陶瓷滤波电容 ×1（接 TF 卡 VCC 和 GND 之间，滤除电源噪声）；
• 3.3V 电源（由 STM32 开发板提供，给 TF 卡供电）。

2. SDMMC1 引脚定义（STM32H743ZI 208 引脚，固定不可改）

STM32H743Z 的 SDMMC1 引脚是硬件固定的，不能像 SPI 那样随意映射，这是 SDMMC 的特点，必须按芯片手册连接，核心引脚如下（4 位模式）：

3. 硬件连接示意图（初学者直观版）

plaintext

STM32H743Z 10kΩ上拉→3.3V TF卡卡槽 外设
PC12 ──────────────────────────────→ CLK 时钟
PD2 ────────┬─────────────────────→ CMD 命令
│
PC8 ────────┼─────────────────────→ D0 数据0
│
PC9 ────────┼─────────────────────→ D1 数据1
│
PC10 ────────┼─────────────────────→ D2 数据2
│
PC11 ────────┘─────────────────────→ D3 数据3
3.3V ─────────┬─────────────────────→ VCC 电源
│
0.1μF电容───────┴─────────────────────→ GND 地
GND ──────────────────────────────→ GND 地

4. 硬件关键注意事项（避坑核心，初学者必须遵守）

四、软件实现（HAL 库 + FatFS，初学者零基础版）

STM32H743 的 SDMMC 驱动分两层：底层 SDMMC 硬件驱动（HAL 库） + 上层 FatFS 文件系统。

• 底层：由 STM32CubeMX 自动生成 SDMMC+DMA 初始化代码，调用 HAL 库的HAL_SD_Init()、HAL_SD_ReadBlocks_DMA()、HAL_SD_WriteBlocks_DMA()实现扇区读写；
• 上层：移植 FatFS 文件系统，将底层扇区操作抽象为文件操作函数（f_open()、f_write()、f_read()、f_close()），像操作电脑 TXT/CSV 文件一样读写 TF 卡，初学者直接用上层，无需关注底层扇区。

前置准备

步骤 1：STM32CubeMX 配置（自动生成初始化代码，零基础）

这是最关键的一步，可视化配置，无需手动写寄存器，按以下步骤操作：

1. 芯片选择：STM32H743ZIT6（208 引脚，Z 结尾）；

2. 时钟配置（H7 核心，必须正确）

• 系统时钟配置为400MHz（H743 默认最高）；
• 配置PLCK2=100MHz（SDMMC1 的时钟源，CubeMX 中可在 Clock Configuration 页面设置，APB2 Prescaler=1，即可让 PLCK2=100MHz）；
• SDMMC1 的时钟分频：后续 HAL 库会自动将 100MHz 分频为 50MHz（TF 卡最高支持），无需手动配置。

3. SDMMC1 配置

• 进入Connectivity → SDMMC1，选择SD 4-bit Wide bus（4 位宽总线，主流模式）；
• 配置DMA Settings：点击 Add，选择DMA2 → Stream3 → Channel4（SDMMC1 的默认 DMA 通道，CubeMX 会自动匹配），传输模式为 Normal（单次传输，适合文件读写）；
• 其余参数默认（CubeMX 已按 SD v2.0 标准配置，时钟 50MHz、数据 8 位等）。

4. GPIO 配置

• CubeMX 会自动配置 SDMMC1 的所有引脚（PC12、PD2、PC8~PC11），无需手动配置；
• 手动给 CMD（PD2）和 D0~D3（PC8~PC11）添加上拉电阻：在 GPIO Configuration 页面，找到对应引脚，将 Pull-up/Pull-down 设置为Pull-up（内部上拉，若硬件已接 10kΩ 上拉，此步骤可省，双重上拉更稳定）；
• 若需要卡检测 / 写保护，可配置一个 GPIO（如 PA0）为Input Pull-up，作为 CD 引脚，初学者可省。

5. 生成代码

• 选择Project Manager，设置项目名、保存路径，选择 MDK-ARM v5；
• 勾选Generate peripheral initialization as .c/.h files，点击GENERATE CODE，CubeMX 会自动生成 SDMMC1+DMA 的所有初始化代码。

步骤 2：FatFS 文件系统移植（极简版，CubeMX 集成）

STM32CubeMX 已集成 FatFS，一键开启，无需手动移植源码，步骤如下：

步骤 3：核心代码实现（文件读写，零基础可直接复制）

CubeMX 生成的代码已包含 SDMMC1、DMA、FatFS 的所有初始化，我们只需调用FatFS 的标准 API即可实现 TF 卡的文件读写，核心流程：挂载 TF 卡 → 打开 / 创建文件 → 读写文件 → 关闭文件 → 卸载卡。

以下是完整的测试代码，添加到main.c中，注释详细，初学者可直接使用：

/* 包含必要头文件（CubeMX已自动添加） */
#include "main.h"
#include "sdmmc.h"
#include "fatfs.h"
#include "dma.h"

/* FatFS相关变量（CubeMX已定义，无需手动声明） */
FATFS fs; // FatFS文件系统对象
FIL fil; // 文件对象
FRESULT res; // FatFS函数返回值（用于判断是否执行成功）
uint32_t br, bw; // 实际读取/写入的字节数

/* 测试数据 */
uint8_t write_buf[] = "STM32H743Z SDMMC + TF卡 读写测试！Hello FatFS！"; // 要写入的内容
uint8_t read_buf[100] = {0}; // 存储读取的内容

int main(void)
{
/* 1. 系统初始化（CubeMX自动生成，含时钟、GPIO、SDMMC1、DMA、FatFS） */
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_DMA_Init();
MX_SDMMC1_SD_Init();
MX_FATFS_Init();

/* 2. 挂载TF卡（关键：挂载成功才能进行后续操作） */
res = f_mount(&fs, "", 1); // ""表示根目录，1表示立即挂载
if(res != FR_OK)
{
// 挂载失败：可能无卡、卡未格式化、硬件问题
while(1); // 初学者可在此处加指示灯提示
}

/* 3. 打开/创建文件（TEST.TXT，在TF卡根目录） */
// FA_CREATE_ALWAYS：若文件存在则覆盖，不存在则创建；FA_WRITE：写权限；FA_READ：读权限
res = f_open(&fil, "TEST.TXT", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE | FA_READ);
if(res != FR_OK)
{
f_mount(NULL, "", 1); // 挂载失败，卸载卡
while(1);
}

/* 4. 向文件写入数据 */
res = f_write(&fil, write_buf, sizeof(write_buf), &bw);
if(res != FR_OK || bw != sizeof(write_buf))
{
f_close(&fil); // 写入失败，关闭文件
f_mount(NULL, "", 1); // 卸载卡
while(1);
}

/* 5. 将文件读写指针移到文件开头（准备读取） */
f_lseek(&fil, 0);

/* 6. 从文件读取数据到缓冲区 */
res = f_read(&fil, read_buf, sizeof(write_buf), &br);
if(res != FR_OK || br != sizeof(write_buf))
{
f_close(&fil);
f_mount(NULL, "", 1);
while(1);
}

/* 7. 操作完成：关闭文件 + 卸载卡 */
f_close(&fil);
f_mount(NULL, "", 1); // 卸载卡，释放资源

/* 8. 读写成功：read_buf中已存储读取的内容，可通过串口打印查看 */
while (1)
{
// 此处可添加指示灯闪烁，提示操作成功
HAL_Delay(500);
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin); // 若有LED引脚，可配置后使用
}
}

关键代码解释（初学者重点理解）

步骤 4：测试验证

五、典型应用场景（结合 STM32H743Z 的高性能优势）

STM32H743Z 的 SDMMC+TF 卡组合，依托45MB/s 高速传输、DMA 无 CPU 占用、400MHz 主频强处理能力，适合大数据量、高速率的应用场景，相比低性能 MCU（如 F1），能处理更复杂的存储需求，典型应用如下：

1. 工业 / 物联网大数据日志存储（最常用）

• 场景：环境监测（温湿度、气压、PM2.5）、工业设备（电流、电压、转速）、物联网终端的传感器数据，按时间戳持续存储到 TF 卡；
• 优势：SDMMC 4 位模式高速写入，DMA 传输不占用 CPU，H743 可同时处理传感器采集、数据解析、网络传输，TF 卡大容量（最大 256G）可存储数月甚至数年的日志；
• 实现：用 FatFS 生成CSV 格式文件（如 20260202_log.csv），每行存储 “时间戳 + 传感器 1 + 传感器 2+…”，电脑端可直接用 Excel 打开分析。

2. Bootloader 固件升级（嵌入式必备）

• 场景：将 STM32 的应用固件（.bin 文件）存储到 TF 卡，Bootloader 启动后，通过 SDMMC 高速读取固件数据，写入内部 FLASH 或外部 QSPI FLASH，完成固件升级；
• 优势：相比 UART/USB 升级，TF 卡升级速度快（45MB/s 远大于 UART 的 115200bps）、操作方便（无需连接电脑，直接换 TF 卡即可），适合工业现场无电脑的场景；
• 适配：Bootloader 代码量小，HAL 库的 SDMMC 底层扇区读写函数足够，可不用 FatFS，直接读取.bin 文件的扇区数据，更精简。

3. 多媒体数据存储与播放（H7 高性能专属）

• 场景：STM32H743Z+LCD 屏 + 音频解码芯片的项目，将图片（BMP/JPG）、音频（WAV/MP3）、视频（MJPEG） 等多媒体文件存储到 TF 卡，通过 SDMMC 高速读取，实现图片浏览、音乐播放、视频播放；
• 优势：H743 的 400MHz 主频可实现图片 / 音频的软解码，SDMMC 的高速传输保证多媒体数据的连续读取，无卡顿，相比 F1/F4，H7 的处理能力能支撑更复杂的多媒体解析。

4. 离线数据缓存与批量上传

• 场景：物联网终端在无网络（4G/WiFi）时，将采集的传感器数据缓存到 TF 卡，当网络恢复后，通过 SDMMC 高速读取缓存数据，批量上传到云平台；
• 优势：避免无网络时的数据丢失，TF 卡大容量可缓存大量数据，网络恢复后快速上传，适合网络不稳定的场景（如户外、工业现场）。

5. 配置文件存储（简化项目开发）

• 场景：将项目的配置参数（如传感器校准系数、网络参数、设备 ID、LCD 显示参数）存储到 TF 卡的INI/TXT 配置文件中（如 config.ini），STM32 启动后读取配置文件，加载参数；
• 优势：无需修改代码、无需重新下载，直接在电脑端修改配置文件，插入 TF 卡即可更新参数，大幅简化现场调试和参数修改流程。

六、初学者常见坑与避坑技巧（核心，避免踩雷）

STM32H743Z 的 SDMMC 驱动，初学者最容易在硬件连接、时钟配置、FatFS 操作上出错，以下是最常见的问题和解决方案，按出现频率排序：

坑 1：TF 卡初始化失败 / 挂载失败（90% 的初学者遇到）

常见原因：

解决方案：

坑 2：文件写入成功，但电脑端打开内容为空 / 乱码

常见原因：

解决方案：

坑 3：DMA 传输失败，数据读写错误

常见原因：

解决方案：

坑 4：SDMMC 通信不稳定，偶尔读写失败

常见原因：

解决方案：

坑 5：FatFS 不支持中文文件名 / 中文内容

常见原因：FatFS 默认的编码格式为 ASCII，不支持中文，直接用中文文件名会导致 f_open () 失败，写入中文会出现乱码。

解决方案：

七、初学者进阶方向（从基础到精通）

总结

STM32H743Z 的 SDMMC 外设是驱动 TF 卡的最优选择，相比 SPI 模式，拥有高速、DMA 无 CPU 占用、专用外设的优势，核心学习要点可总结为 3 点：