1、 文档目标

在嵌入式系统开发中，HEX文件是程序编译后生成的一种常见输出格式，尤其在基于ARM架构的开发环境中，由Keil MDK工具链生成的HEX文件被广泛用于烧录和调试。然而，尽管工程师们对其用途较为熟悉，但对其内部结构及数据段的具体含义却往往缺乏深入了解。本文旨在解析由MDK生成的HEX文件中各数据段的组成，帮助开发者理解其内部逻辑，并通过校验和计算验证文件的完整性。

具体目标包括：

● 解析HEX文件中每行数据的组成部分及其意义；

● 探讨不同数据类型（如线性地址、扩展段地址等）的作用；

● 提供详细的校验和计算方法，以确认HEX文件是否正确生成。

通过本文的解析，读者将能够更全面地掌握HEX文件的结构与生成机制，为后续的调试与优化提供理论支持。

2、 问题场景

在嵌入式项目开发过程中，HEX文件通常作为程序烧录的主要载体。然而，许多工程师在使用HEX文件时，往往只关注其功能性（如能否正常烧录或运行），而忽视了其内部结构的细节。例如，在图2-1所示的HEX文件中，每一行数据都包含特定的信息字段，这些字段决定了程序代码和数据如何映射到目标硬件的存储空间中。从图2-1可以看到，HEX文件的每一行数据均遵循严格的格式规范，包含起始标志、数据长度、地址偏移量、数据类型标识、实际数据以及校验码等字段。如果对这些字段的意义不甚了解，可能会导致在分析或调试过程中遇到困难。例如，错误的地址偏移可能导致程序无法正确加载，而校验码的错误则可能暗示文件生成过程中存在异常。

因此，深入解析HEX文件的结构不仅有助于理解其生成机制，还能有效提升开发过程中的问题定位能力。

图 2-1

3、软硬件环境

1）、软件版本：Keil MDK 5.38a

2）、电脑环境：Windows 11

3）、外设硬件：无

4、解决方法

1）、首先，Intel HEX文件是一个ASCII文本文件，其中的文本行遵循Intel HEX文件格式。Intel 十六进制文件中的每一行包含一条十六进制记录。这些记录由表示机器语言代码和/或常量数据的十六进制数组成。Intel十六进制文件通常用于传输将存储在ROM或EPROM中的程序和数据。大多数EPROM程序员或模拟器可以使用Intel十六进制文件。

2）、Hex文件的数据格式为：“:LLAAAATTDDDDDDDD...DDCC”

（1）“：”：表示开头，每一行数据都会用冒号进行开头，表示一个新的内存地址数据开头

（2）“LL”：表示数据长度，L是4位的十六进制，LL表示一个字节。

（3）“AAAA”：表示偏移量，基于起始地址的偏移量是多少

（4）“TT”：表示这一行数据类型或数据标识是什么。

a) 00：表示数据标识；

b) 01：表示文件结束标识，通常的hex文件的最后一行数据中；

c) 02：表示扩展段的地址；

d) 04：表示线性地址；

e) 05：表示线性起始地址

（5）“DDD.....DDD”：这里就表示数据。每一个数字都是占4位，2个数字就是一个字节。

（6）“CC”：表示校验码。校验码是通过下面的公式进行计算出来的。

CheckSum = 0x100 - (Sum & 0xFF)

其中Sum是由这一行的所有字节进行相加所得，Sum与上0xFF后即保留Sum的后8位数据，然后再减去0x100。

3）、例子：

（1）、HEX文件的开头第一行（如图4-3-1）：“:020000040040BA”

（a）、“:”：表示开头

（b）、“02”：表示数据长度，02是十六进制，单位的byte，即表示这一行的数据长度是2个字节。

（c）、“0000”：基于起始地址的偏移量是0x0000

（d）、“04”：表示这一行是线性地址

（e）、“0040”：这里就表示段地址信息。每一个数字都是占4位，这一行中4个数字，则16位即2bytes，和前面的第二部分的“10”进行对应。地址是0x0400000，是内存的起始地址即基地址

（f）、“BA”：表示校验码。校验和的计算过程如下：

Sum = 0x02+0x00+0x00+0x04+0x00+0x40=0x46

CheckSum = 0x100-0x46&0xFF=0x100-0x46=0xBA

4-3-1

（2）、HEX文件的中间的数据行（如图4-3-2）：“:1000A0009B0340009B0340009B0340009B034000D8”

（a）、“：”：表示开头

（b）、“10”：表示数据长度，这一行的数据长度是16个字节。

（c）、“00A0”：基于起始地址的偏移量是0x00A0

（d）、“00”：表示这一行是数据

（e）、“9B03......4000”：这里就表示数据。每一个数字都是占4位，这一行中32个数字，则128位即16bytes，和前面的第二部分的“10”进行对应。

（f）、“D8”：表示校验码。校验和的计算过程如下：

Sum = 0x10+0x00+0xA0+0x00+0x9B+0x03+0x40+0x00+0x9B+0x03+0x40+0x00+0x9B+0x03+0x40+0x00+0x9B+0x03+0x40+0x00=0x428

CheckSum = 0x100-0x428&0xFF=0x100-0x28=0xD8

图 4-3-2

（4）、Hex文件的倒数第二行数据（如图4-3-3-2）：“:040000050040014175”

（a）、“：”：表示开头

（b）、“04”：表示数据长度，这一行的数据长度是4个字节。

（c）、“0000”：基于起始地址的偏移量是0x0000，这个偏移地址是无效数据，无需关注

（d）、“05”：表示这一行是线性起始地址

（e）、“00400141”：这里就表示线性起始地址。地址为0x00400141，是指令集执行的起始地址，这个地址指向的是__scatterload函数，该函数用于将程序代码和数据从链接文件中加载到内存中，是由编译器提供的。（如图4-3-3-1）

图4-3-3-1

（f）、“75”：表示校验码。校验和的计算过程如下：

Sum = 0x04+0x00+0x00+0x05+0x00+0x40+0x01+0x41= =0x8B

CheckSum = 0x100-0x428&0xFF=0x100-0x8B=0x75

图4-3-3-2

（5）、Hex文件的最后一行数据：“:00000001FF”

（a）、“：”：表示开头

（b）、“00”：表示数据长度。

（c）、“0000”：基于起始地址的偏移量是0x0000，这个偏移地址是无效数据，无需关注

（d）、“01”：表示文件结束标识

（e）、“FF”：校验和

图4-3-4