单片机 认识HEX文件

看过几篇常用指令的用法后，我们换换口味，介绍一下Intel 原厂所公布的HEX文件标准格式，相信经过本文的介绍，一定可以让您对8051的操作有更进一步的认识。以下是一个程序经编译器编译后所得到的HEX文件内容：

//Example.hex
行号   原始码
  :10000000020003787FE4F6D8FD75812B02004A02D6
  :10001000008FE493A3F8E493A34003F68001F20871
  :10002000DFF48029E493A3F85407240CC8C333C435
  :10003000540F4420C8834004F456800146F6DFE4A0
  :10004000800B01020408102040809000C2E47E0171
  :100050009360BCA3FF543F30E509541FFEE493A313
  :1000600060010ECF54C025E060A840B8E493A3FAF7
  :10007000E493A3F8E493A3C8C582C8CAC583CAF0B1
  :10008000A3C8C582C8CAC583CADFE9DEE780BEE432
 :10009000F52AF52BE52B25E02408F8E6F52808E6F7
 :1000A000F529F590E528F5B07F707E171200E6057A
 :1000B0002BE52B7002052AC39410E52A940040D446
 :1000C00080CD20200800010002000400080010007C
 :1000D0002000400080010002000400080010002001
 :1000E000004000800000D3EF9400EE94004007EF42
 :0700F0001F70F31E80F022D7
 :00000001FF

　　面对这一大串的十六进制码，有没有头昏眼花的感觉呢？别急别急，经过本文的介绍，你一定会爱上这个会让你头昏眼花的机器码的！首先我们先介绍HEX文件的编码格式，举范例程序中第一行说明：

　:  10　0000　00　020003787FE4F6D8FD75812B02004A02　D6

1　2　　3        4                                  5 　                                  6

　　为了方便解说，笔者将原始码以空格区分成六个部分，在实际转换的原始内容应该没有空格也没有行号的。
第一部分是HEX文件的起始格式，文件一开始应该是一个冒号作为起点；
第二部分的两码(10H)所代表的是该行总共具备多少个字节的数据，以本行为例，应该有16个字节，因为10H换算成十进制应该是16；
第三部分的四码所代表的是放置数据的开始位置，换句话说，本行的数据应该是放置在0000H～000FH 这段地址中；
第四部分的两码是检查码，所代表的是该行有无数据存放，若有则为00H，若无则为01H；
第五部分则为数据存放区，总共32码16个字节，有兴趣的可以实际算算看，这里的机器码已经是标准的MCS-51指令，如果查表的话可以直接知道其功能，稍后的文章会再提到；
第六部分为Checksum值。

　　以上每一个数据行的标准格式，再看到最后一行，这是每一个HEX文件最后都会加上的一行，它所代表的意思也等于我们写程序的END差不多。当编译器看到这一段后，就不会再继续编译下去了。
　　问题来了，什么叫做Checksum值？它的功能是什么？很多人可能都有这样的疑问，所谓的Checksum值是一种标准的校验码，把它加在每一行机器码的最后，可以使每一行所有的十六进制值(两个为一组)，加总后所得到最后两位十六进制码应为 00H，如果你不太会十六进制运算的话，没关系，Windows中有一个很好用的工具叫“计算器”，你可以切换到科学型计算的十六进制模式，将数值直接输入，它就会自动帮你算好了。以本例来说，将所有的值相加所得到的值应该是：

10H + 00H + 00H + 00H + 02H + 00H + 03H + 78H + 7FH + E4H + F6H + D8H+ FDH + 75H + 81H + 2BH + 02H + 00H + 4AH + 02H + D6H = 700H

　　最后两个码果然为00H，有兴趣的人可以把范例中的每一行都算算看，结果应该都是这样的。如果不是呢？那你的编译器一定是坏了，换一套安装吧！因为如果Checksum值不对的话，在连接的时候一定会出现ERROR，该文件根本就无法使用，到此为止，对Checksum值的重要性有更进一步的了解了吧！

　　刚刚我们提到可以利用HEX文件来看看原始程序是怎么写的，如果你手边没有纸笔跟MCS-51指令集的话，赶快去准备一份吧，接下来才是本文的精华所在呀！
　　同样以第一行为例，我们要看的地方是起始地址与数据区部分，也就是第三与第五部分，一开始先将起始位置写上，并写好第一组数值（如下所示）。
0000H 02
经查表得知02H为LJMP的指令，占用三个字节的空间，因此接下来的两个字节应该是其存放的地址数据，所以我们便将这两组数值填在02H的后面（如下所示）。
0000H 02　00　03
接下来把所查到的指令详细地写在右边（如下所示），如此便得到第一行程序了。
0000H 02　00　03   LJMP 0003H
接下来呢？重复刚才的顺序，先把起始地址写上，这时应该用掉三个字节，所以起始地址便移到了0003H，同样把0003H写上，再填上第一个数值（如下所示）。
0000H 02　00　03   LJMP 0003H
0003H 78
再经由查表，78H所代表的是MOV　R0,#data，占用空间为两个字节，因此再将下一个字节的数值填上，并将该指令写在右边，如此便得到第二行程序（如下所示）。
0000H 02　00　03   LJMP 0003H
0003H 78　7F          MOV R0,#7FH
　　开始有趣了，对不对？原来程序还可以这样子看，如此一来只要能够拿到 HEX文件，就等于知道了全部的原始程序了，不是吗？没错！大致上来说的确是如此的，而一般的反汇编程序也是利用这样的原理所写出来的，在旗威科技交流网中所提供的DIS51反汇编程序就是最好的例子。不过这其中还有很多的窍门，必须经过很多的尝试及多看别人的程序才能体会，本文就先介绍到此，陆陆续续我们会为您解开更多8051的神秘面纱。