hex 格式意义解释

 一、概述

.hex 文件格式是一种能够烧写到单片机中，被单片机执行的文件格式。可以使用不同的编辑器将 C 或汇编源文件编译成 .hex 文件，如 IAR、KEIL 等。

然而，每次打开 .hex 文件，都一头雾水，除了本身的 .bin 内容以外，这多的各种数据都是代表啥意思？如果用 notepad 打开的话，它还会贴心地将不同类型的数据标成不同颜色，然而，挡不住看不懂啊。接下来就让我们来试着理解 .hex 格式数据的各种意义。

二、hex 文件格式

2.1 hex 基本格式

图1. hex 文件

hex 由任意数量的十六进制记录组成，每个记录包含 6 部分，分别为： MARK 、 RECLEN 、 OFFSET 、 RECTYP 、 DATA 、 CHKSUM 。

• MARK ：冒号（ 1 Byte ）, 每个 Intel HEX 记录都由冒号开头
• RECLEN ：本行数据长度（ 1 Byte ），表示记录当中数据字节的数量
• OFFSET ：本行数据的起始地址（ 2 Byte ），表示记录当中数据的起始地址
• RECTYP ：数据类型（ 1 Byte ），可能是以下数据当中的一个：
  • 00 -- 数据记录
  • 01 -- 文件结束记录
  • 02 -- 扩展段地址记录
  • 03 -- 开始段地址记录
  • 04 -- 扩展线性地址记录
  • 05 -- 开始线性地址记录
• DATA：数据（ n Byte ），数据的字节数量与 RECLEN 指定的长度一致
• CHKSUM ：校验码（ 1 Byte ），校验和，计算方法是将记录当中所有十六进制编码数字对的值相加，以 256 为模进行补足

2.2 数据类型解释

2.2.1 数据（ 00 ）

数据记录的格式为：“ : + RECLEN + OFFSET + 00 + DATA + CHKSUM ”， OFFSET 为数据的第一个字节的偏移地址，用于 hex 文件的数据记录。

图 2. 数据记录

如图 2，该 hex 文件的第 562 行数据记录的意义是：此行有 0x10 个数据；此行第一个数据的偏移地址为 0x2300 ；数据类型为 00 ，即数据记录；数据为 8DF80900E87A8DF80A00287B8DF80B00 ;此行校验为 0x1B。类似的，第 567 行数据记录的意义是：此行有 0x10 个数据；此行第一个数据的偏移地址为 0x2350 ；数据类型为 00 ，即数据记录；数据为 69616C5F706F72745F756172742E6300 ;此行校验为 0x77。

2.2.2 文件结束（ 01 ）

文件结束记录的格式为：“ : + 00 + 0000 + 01 + CHKSUM ”， 用于表示 hex 文件的结束。

图 3. 文件结束记录

如图 3，该 hex 文件的第 725 行表示该 hex 文件已结束。

2.2.3 扩展段地址（ 02 ）

扩展段地址记录的格式为：“ : + 02 + 0000 + 02 + USBA + CHKSUM ”， USBA ( Upper Segment Base Address ) 为该段的地址，用于记录 hex 文件的数据基地址。

2.2.4 开始段地址（ 03 ）

开始段地址记录的格式为：“ : + 04 + 0000 + 03 + CS / IP + CHKSUM ”， 对于80x86处理器，请指定CS / IP寄存器的初始内容（即起始执行地址）,字节数始终为04，前两个数据字节是CS值，后两个是IP值，用于记录 hex 文件的起始执行地址。

2.2.5 扩展线性地址（ 04 ）

扩展线性地址记录的格式为：“ : + 02 + 0000 + 04 + ULBA + CHKSUM ”， 其字节数始终为0x02，两个数据字节（大字节序）为所有后续类型指定 32 位绝对地址的高 16 位记录，如果是数据类型 00 记录之前没有任何扩展线性地址类型 04 记录，则其高 16 位地址位默认为 0000 。

图 4. 扩展线性地址记录

如图 4，该 hex 文件的第 4098 行为扩展线性地址记录，意义是：此行后面的数据绝对地址的高 16bit 为 0x0001 ，比如第 4100 行数据的起始地址为 0x0001（高 16bit）+ 0x0010（低 16bit）=  0x0001 0010，第 4102 行数据的起始地址为  0x0001（高 16bit）+ 0x0030（低 16bit）=  0x0001 0030。

2.2.6 起始线性地址（ 05 ）

起始线性地址记录的格式为：“ : + 04 + 0000 + 05 + EIP + CHKSUM ”，  4 个数据字节代表一个32位地址值（big-endian），对于80386和更高版本的CPU，此地址将加载到EIP寄存器中。用于指定目标文件的执行开始地址。

图 5. 起始线性地址记录

如图 5，该 hex 文件的第 724 行为起始线性地址记录，意义是：此文件的执行起始地址为 0x0000 0401。

到这里对于 hex 的基本格式及其意义有了大概的了解，下次再看到 .hex 文件终于不至于一脸懵了哈哈哈哈。

 

 

三、参考资料

（1）LPC546XX 系列相关资料均可在 NXP 官网下载，网址如下：

https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/arm-microcontrollers/general-purpose-mcus/lpc54000-cortex-m4-/power-efficient-microcontrollers-mcus-with-advanced-peripherals-based-on-arm-cortex-m4-core:LPC546XX?&tid=vanLPC546XX

（2） 博客《HEX文件格式详解》

https://blog.csdn.net/xsx669/article/details/83795274?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161576774316780271572784%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=161576774316780271572784&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-1-83795274.pc_search_result_before_js&utm_term=hex%E6%96%87%E4%BB%B6%E6%A0%BC%E5%BC%8F

（3） 博客《hex文件格式总结》

https://blog.csdn.net/u010632165/article/details/103860399?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161576774316780271572784%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=161576774316780271572784&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-2-103860399.pc_search_result_before_js&utm_term=hex%E6%96%87%E4%BB%B6%E6%A0%BC%E5%BC%8F