HEX 文件与 BIN 文件格式的区别

短命女 2022-07-15 14:57 358阅读 0赞

HEX文件和BIN文件是我们经常碰到的2种文件格式。下面简单介绍一下这2种文件格式的区别：

1 － HEX文件是包括地址信息的，而BIN文件格式只包括了数据本身  
         在烧写或下载HEX文件的时候，一般都不需要用户指定地址，因为HEX文件内部的信息已经包括了地址。而烧写BIN  
         文件的时候，用户是一定需要指定地址信息的。  
          
          
3 － BIN文件格式  
         对二进制文件而言，其实没有”格式”。文件只是包括了纯粹的二进制数据。  
          
          
4 － HEX文件格式  
         HEX文件都是由记录（RECORD）组成的。在HEX文件里面，每一行代表一个记录。记录的基本格式为：  
         +---------------------------------------------------------------+  
         |   RECORD  | RECLEN |  LOAD  | RECTYPE | INFO or DATA | CHKSUM |  
         |  MARK ':' |        | OFFSET |         |              |        |  
         +---------------------------------------------------------------+  
         |  1-byte   | 1-byte | 2-byte | 1-byte  |    n-byte    | 1-byte |  
         +---------------------------------------------------------------+  
          
         记录类型包括：  
         '00' Data Rrecord：用来记录数据，HEX文件的大部分记录都是数据记录  
         '01' End of File Record: 用来标识文件结束，放在文件的最后，标识HEX文件的结尾  
         '04' Extended Linear Address Record: 用来标识扩展线性地址的记录  
         '02' Extended Segment Address Record: 用来标识扩展段地址的记录  
          
         在上面的后2种记录，都是用来提供地址信息的。每次碰到这2个记录的时候，都可以根据记录计算出一个“基”地址。  
         对于后面的数据记录，计算地址的时候，都是以这些“基”地址为基础的。  
          
         数据记录的具体格式：  
         +---------------------------------------------------------------+  
         |   RECORD  | RECLEN |  LOAD  | RECTYPE | INFO or DATA | CHKSUM |  
         |  MARK ':' |        | OFFSET |  '00'   |              |        |  
         +---------------------------------------------------------------+  
         |  1-byte   | 1-byte | 2-byte | 1-byte  |    n-byte    | 1-byte |  
         +---------------------------------------------------------------+          
          
         看个例子：  
        :020000040000FA  
        :10000400FF00A0E314209FE5001092E5011092E5A3  
        :00000001FF          
        
        对上面的HEX文件进行分析：  
        第1条记录的长度为02，LOAD OFFSET为0000，RECTYPE为04，说明该记录为扩展段地址记录。数据为0000，校验和为  
        FA。从这个记录的长度和数据，我们可以计算出一个基地址，这个地址为0X0000。后面的数据记录都以这个地址为基  
        地址。  
        第2条记录的长度为10（16），LOAD OFFSET为0004，RECTYPE为00，说明该记录为数据记录。  
        数据为FF00A0E314209FE5001092E5011092E5，共16个BYTE。这个记录的校验和为A3。此时的基地址为0X0000，加上OFFSET，  
        这个记录里的16BYTE的数据的起始地址就是0x0000 + 0x0004 = 0x0004.  
        第3条记录的长度为00，LOAD OFFSET为0000，TYPE ＝ 01，校验和为FF。说明这个是一个END OF FILE RECORD，标识  
        文件的结尾。  
        
        在上面这个例子里，实际的数据只有16个BYTE：FF00A0E314209FE5001092E5011092E5，其起始地址为0x4

4 － HEX文件和BIN文件大小有区别  
     HEX文件是用ASCII来表示二进制的数值。例如一般8-BIT的二进制数值0x3F，用ASCII来表示就需要分别表示字符'3'  
     和字符'F'，每个字符需要一个BYTE，所以HEX文件需要 > 2倍的空间。  
     对一个BIN文件而言，你查看文件的大小就可以知道文件包括的数据的实际大小。而对HEX文件而言，你看到的文件  
     大小并不是实际的数据的大小。一是因为HEX文件是用ASCII来表示数据，二是因为HEX文件本身还包括别的附加信息。

要想详细了解HEX文件格式，请GOOGLE INTEL HEX，就能找到详细的PDF文档。

问题:

什么是Intel HEX格式?

回答:

Intel HEX文件是记录文本行的ASCII文本文件,在Intel HEX文件中,每一行是一个HEX记录  
由十六进制数组成的机器码或者数据常量,Intel HEX文件经常被用于将程序或数据传输  
存储到ROM.EPROM,大多数编程器和模拟器使用Intel HEX文件.

记录格式

一个Intel HEX文件可以包含任意多的十六进制记录,每条记录有五个域,下面是一个记录的格式.

:llaaaatt\[dd...\]cc

每一组字母是独立的一域,每一个字母是一个十六进制数字,每一域至少由两个十六进制数字组成,下面是字节的描述.

:冒号     是每一条Intel HEX记录的开始

ll 是这条记录的长度域,他表示数据(dd)的字节数目.

aaaa 是地址域,他表示数据的起始地址  
<如果是数据记录,这表示将要烧录的这条记录中的数据在EPROM中的偏移地址,  
对于不支持扩展段地址和扩展线性地址的,如89C51,这就是此条记录的起始地址>

tt 这个域表示这条HEX记录的类型,他有可能是下面这几种类型  
00 ----数据记录        
01 ----文件结束记录  
02 ----扩展段地址记录  
04 ----扩展线性地址记录

dd   是数据域,表示一个字节的数据,一个记录可能有多个数据字节,字节数目可以  
查看ll域的说明

cc   是效验和域,表示记录的效验和,计算方法是将本条记录冒号开始的所有字母对

<不包括本效验字和冒号> 所表示的十六进制数字  
<一对字母表示一个十六进制数,这样的一个十六进制数为一个字节>

都加起来然后模除256得到的余数最后求出余数的补码即是本效验字节cc.  
<例如:  
:0300000002005E9D  
cc=0x01+NOT((0x03+0x00+0x00+0x00+0x02+0x00+0x5E)%0x100)=0x01+0x9C=0x9D

C语言描述:  
UCHAR cc;  
cc=(UCHAR)~(0x03+0x00+0x00+0x00+0x02+0x00+0x5E);  
cc++;  
>  
数据记录

Intel HEX文件由若干个数据记录组成,一个数据记录以一个回车和一个换行结束  
                                          <回车为0x0d换行为0x0a>

比如下面的一条数据记录  
:10246200464C5549442050524F46494C4500464C33

10   是此行记录数据的字节数目  
2462   是数据在内存<将要烧写的eprom地址>中的起始地址  
00     是记录类型00(是一个数据记录)  
464C 到 464C 是数据  
33   是此行记录的效验和

扩展线性地址记录(HEX386)  
扩展线性地址记录也可称为 32位地址记录   和   HEX386记录,这个纪录包含高16(16-31位)位数据地址,这种扩展的线性记录总是有两个字节数据,像下面这样:

:02000004FFFFFC  
02     是记录的数据字节数目  
0000   是地址域这在扩展地址记录中总是0000  
04     是记录类型04(扩展地址记录)  
FFFF   是高16位地址  
FC     是记录效验和,计算方法如下:  
        01h + NOT(02h + 00h + 00h + 04h + FFh + FFh)

当一个扩展线性地址记录被读到后,扩展线性地址记录的数据区域将被保存  
并应用到后面从Intel HEX文件中读出的记录,这个扩展线性记录一直有效,  
直到读到下一个扩展线性记录.

绝对内存地址 = 数据记录中的地址 + 移位后的扩展线性地址

下面举例说明这个过程

从数据记录的地址域得到地址           2462  
从扩展线性地址记录的地址域得到地址   FFFF  
绝对内存地址                           FFFF2462

扩展段地址记录 (HEX86)

扩展段地址记录也被称为 HEX86记录,   包含 4-19位的数据地址段,  
这个扩展段地址记录总是有两字节数据,如下:

:020000021200EA  
02 是     记录中的数据字节数目  
0000           是地址域,在扩展段地址记录中,这个域总是0000  
02           是记录类型02(扩展段地址的标示)  
1200     是该段的地址  
EA     是效验和  
计算如下:  
01h + NOT(02h + 00h + 00h + 02h + 12h + 00h).

当扩展段地址记录被读后,扩展段地址将被存储并应用到以后从Intel HEX文件读出的记录,这个段地址一直有效直到读到下一个扩展段地址记录

绝对内存地址 = 数据记录中的地址 + 移位后的扩展段地址

数据记录中的地址域       移位后扩展段地址记录中的地址域

下面举例说明这个过程

从数据记录的地址域得到地址                   2 4 6 2  
从扩展段地址记录的地址域得到地址           1 2 0 0  
绝对内存地址                         0 0 0 1 4 4 6 2

文件结束记录(EOF)  
一个Intel HEX文件必须有一个文件结束记录,这个记录的类型域必须是01,  
一个EOF记录总是这样:  
:00000001FF  
00是记录中数据字节的数目  
0000这个地址对于EOF记录来说无任何意义  
01记录类型是01(文件结束记录标示)  
FF是效验和计算如下  
01h + NOT(00h + 00h + 00h + 01h).  
========================

总结

形如  
:BBAAAATTHHHH...HHHHCC

BB: Byte  
AAAA:数据记录的开始地址,高位在前,地位在后  
      因为这个格式只支持8bits,地址被倍乘  
      所以,为了得到实际的PIC的地址,需要将 地址除以2  
TT: Type  
        00 数据记录  
        01 记录结束  
        04 扩展地址记录(表示32位地址的前缀,当然这种只能在 INHX32)  
HHHH:一个字(Word)的数据记录,高Byte在前,低Byte在后  
      TT之后,总共有 BB/2 个字 的数据  
CC: 一个Byte的CheckSum

因为PIC16F873A只有4K的程序空间

所以,不会有 TT=04的 Linear Address Record