单片机烧录用的hex文件是如何解析的？

2022年3月26日 320点热度 0人点赞 0条评论

含有单片机的电子产品，在量产的时候会用到.hex文件或者.bin。其中，hex是十六进制的，包含地址信息和数据信息；而bin文件是二进制的，只有数据而不包含地址。任何文件都有一定的格式规范，hex文件同样具有完整的格式规范。今天就跟大家分享一下，hex是如何解析的。

一、hex文件解析

hex文件可以通过UltraEdit、Notepad++、记事本等工具打开，用Notepad++打开之后，你会看到如下数据内容：

使用Notepad++打开后会不同含义的数据其颜色不同。每行数据都会有一个冒号开始，后面的数据由：数据长度、地址、标识符、有效数据、校验数据等构成。

以上图的第一行为例，进行解析：

● 第1个字节10，表示该行具有0x10个数据，即16个字节的数据；

● 第2、3个字节C000，表示该行的起始地址为0xC000；

● 第4个字节00，表示该行记录的是数据；

● 第5-20个字节，表示的是有效数据；

● 第21个字节73，表示前面数据的校验数据。

校验方法：0x100-前面字节累加和。

其中，第4个字节具有5种类型：00-05，含义如下：

字段	含义
00	表示后面记录的是数据
01	表示文件结束
02	表示扩展段地址
03	表示开始段地址
04	表示扩展线性地址
05	表示开始线性地址

单片机的hex文件以00居多，都用来表示数据。hex文件的结束部分，如下图所示：

最后一行的01表示文件结束了，最后的FF表示校验数据，由0x100-0x01=0xFF得来。

二、扩展地址

细心的同学可能发现了，上面的地址都是两个字节，范围从0x000-0xFFFF，如果地址是0x17FFFF该怎么办呢？这就要用到扩展字段了，举例如下：

第一行中，第一个字节为0x02，表示只有两个字节的数据，而扩展段的标识符为0x04表示后面的数据0x0800为扩展线性地址，基地址的计算方法为：

(0x0800<<16)=0x08000000，在0x04标识段出现之前，下面的数据都是这个基地址：

● 第二行的地址是0x0000，那么实际地址应是0x08000000+0x0000=0x08000000；

● 第二行的地址是0x0010，那么实际地址应是0x08000000+0x0010=0x08000010。

使用Notepad++工具，可以根据颜色的不同来确认校验数据是否正确，如果校验数据的颜色不是绿色，则表示校验结果是错的。

三、程序如何实现hex解析

经常会用到上位机软件来实现单片机的烧录，那上位机就要解析hex文件，程序如何实现hex文件的解析呢？

头文件代码如下所示：

#ifndef _HEXLEXER_H_#define _HEXLEXER_H_#include <cstdio>#include <cstring>#include <cstdlib>/*Intel Hex文件解析器V1.0Hex文件的格式如下：RecordMark  RecordLength  LoadOffset  RecordType  Data  Checksum在Intel Hex文件中，RecordMark规定为“:”*/#pragma warning(disable:4996)#define MAX_BUFFER_SIZE 43class Hex{public:  Hex(char mark);  ~Hex();  void ParseHex(char *data);//解析Hex文件  void ParseRecord(char ch);//解析每一条记录  size_t GetRecordLength();//获取记录长度  char GetRecordMark();//获取记录标识  char *GetLoadOffset();//获取内存装载偏移  char *GetRecordType();//获取记录类型  char *GetData();//获取数据  char *GetChecksum();//获取校验和  private:  char m_cBuffer[MAX_BUFFER_SIZE];//存储待解析的记录  char m_cRecordMark;//记录标识  size_t m_nRecordLength;//记录长度  char *m_pLoadOffset;//装载偏移  char *m_pRecordType;//记录类型  char *m_pData;//数据字段  char *m_pChecksum;//校验和  bool m_bRecvStatus;//接收状态标识  //size_t m_nIndex;//缓存的字符索引值};
Hex::Hex(char mark){  this->m_cRecordMark = mark;  m_cBuffer[0] = '\0';  //m_pBuffer = NULL;  m_nRecordLength = 0;  m_pLoadOffset = NULL;  m_pRecordType = NULL;  m_pData = NULL;  m_pChecksum = NULL;  m_bRecvStatus = false;  //m_nIndex = 0;}
Hex::~Hex(){  delete m_pLoadOffset, m_pRecordType, m_pData, m_pChecksum;}#endif

代码如下所示：

#include "HexLexer.h"#include <iostream>using namespace std;//获取记录标识char Hex::GetRecordMark(){  return this->m_cRecordMark;}//获取每条记录的长度size_t Hex::GetRecordLength(){  //char *len = (char*)malloc(sizeof(char)* 3);  if (strlen(m_cBuffer)>=2)  {    char len[3];    len[0] = m_cBuffer[0];    len[1] = m_cBuffer[1];    len[2] = '\0';    char *p = NULL;    return strtol(len, &p, 16);  }  else  {    return 0;  }}//获取装载偏移char* Hex::GetLoadOffset(){  if (strlen(m_cBuffer) == (GetRecordLength() + 5) * 2)  {    char *offset = (char*)malloc(sizeof(char)* 5);    for (int i = 0; i < 4; ++i)    {      offset[i] = m_cBuffer[i + 2];    }    offset[4] = '\0';    m_pLoadOffset = offset;    offset = NULL;  }  return m_pLoadOffset;}//获取记录类型char* Hex::GetRecordType(){  if (strlen(m_cBuffer) == (GetRecordLength() + 5) * 2)  {    char *type=(char*)malloc(sizeof(char)*3);    type[0] = m_cBuffer[6];    type[1] = m_cBuffer[7];    type[2] = '\0';    m_pRecordType = type;    type = NULL;  }  return m_pRecordType;}//获取数据char* Hex::GetData(){  if (strlen(m_cBuffer) == (GetRecordLength() + 5) * 2)  {    int len = GetRecordLength();    char *data = (char*)malloc(sizeof(char)*(len * 2 + 1));    for (int i = 0; i < len * 2;++i)    {      data[i] = m_cBuffer[i + 8];    }    data[len * 2] = '\0';    m_pData = data;    data = NULL;  }  return m_pData;}//获取校验和char* Hex::GetChecksum(){  int len = GetRecordLength();  if (strlen(m_cBuffer) == (len + 5) * 2)  {    char *checksum=(char*)malloc(sizeof(char)*3);    checksum[0] = m_cBuffer[(len + 5) * 2 - 2];    checksum[1] = m_cBuffer[(len + 5) * 2-1];    checksum[2] = '\0';    m_pChecksum = checksum;    checksum=NULL;  }  return m_pChecksum;}//解析Hex文件中的每一条记录void Hex::ParseRecord(char ch){  size_t buf_len = strlen(m_cBuffer);  if (GetRecordMark()==ch)  {    m_bRecvStatus = true;    m_cBuffer[0] = '\0';    //m_nIndex = 0;    return;  }  if ((buf_len==(GetRecordLength()+5)*2-1))  {    //接收最后一个字符    m_cBuffer[buf_len] = ch;    m_cBuffer[buf_len + 1] = '\0';    //检验接收的数据    char temp[3];    char *p = NULL;    long int checksum = 0;    for (int i = 0; i < strlen(m_cBuffer);i+=2)    {      temp[0] = m_cBuffer[i];      temp[1] = m_cBuffer[i + 1];      temp[2] = '\0';      checksum += strtol(temp, &p, 16);      temp[0] = '\0';    }    checksum &= 0x00ff;//取计算结果的低8位    if (checksum==0)//checksum为0说明接收的数据无误    {      cout << "RecordMark " << GetRecordMark() << endl;      cout << "RecordLength " << GetRecordLength() << endl;      cout << "LoadOffset " << GetLoadOffset() << endl;      cout << "RecordType " << GetRecordType() << endl;      cout << "Data " << GetData() << endl;      cout << "Checksum " << GetChecksum() << endl;    }    else//否则接收数据有误    {      cout << "Error!" << endl;    }    m_cBuffer[0] = '\0';    m_bRecvStatus = false;    m_nRecordLength = 0;    m_pLoadOffset = NULL;    m_pRecordType = NULL;    m_pChecksum = NULL;    m_bRecvStatus = false;  }  else if (m_bRecvStatus)  {    m_cBuffer[buf_len] = ch;    m_cBuffer[buf_len + 1] = '\0';    //m_nIndex++;  }}//解析Hex文件void Hex::ParseHex(char *data){  for (int i = 0; i < strlen(data);++i)  {    ParseRecord(data[i]);  }}int main(int argc, char *argv[]){  freopen("in.txt", "r", stdin);  freopen("out.txt", "w", stdout);
  Hex hex(':');  char ch;  while (cin>>ch)  {    hex.ParseRecord(ch);  }  fclose(stdout);  fclose(stdin);  return 0;}