基于 MDK 创建 STM32 汇编语言工程并分析 HEX 文件内容

本文内容：参考作业附件或者博客 “ 基于MDK创建纯汇编语言的STM32工程 ”，在 Keil 下完成一个汇编程序的编写，学习动态调试变量；并注意观察最终生成 hex 文件的各段的大小，以及 hex 文件前 8 个字节内容，解释其含义。

一、新建项目

1）新建工程

• 点击 Project ——> New uVision Project 创建新项目
  
• 输入工程名并保存
  
• 这里我选择的是 STM32F103VE 芯片，然后点击 OK
  
• ARM 的 CMSIS 已经把开发所需要的软件组件都封装好了，因此直接选择即可—— CMSIS 下选择 CORE；Device 下 Startup(其中包含了启动文件)
  
• 点击下方 OK 即可

2）添加源文件

• 右击 Source Group 1 ，点击 Add New Item to Group 'Source Group 1'...
  
• 点击 Asm Files (.s) 添加汇编文件，然后输入文件名，并点击 Add
  
• 添加完成后如下：
  

二、编写代码并编译烧录

1）编写代码

• 在 Test.c 中添加如下的汇编代码

 AREA MYDATA, DATA
	
 AREA MYCODE, CODE
	ENTRY
	EXPORT __main

__main
	MOV R0, #10
	MOV R1, #11
	MOV R2, #12
	MOV R3, #13
	;LDR R0, =func01

	BL	func01
	;LDR R1, =func02
	BL	func02
	
	BL 	func03
	LDR LR, =func01
	LDR PC, =func03
	B .
		
func01
	MOV R5, #05
	BX LR
	
func02
	MOV R6, #06
	BX LR
	
func03
	MOV R7, #07
	MOV R8, #08	
	BX LR

2）仿真器设置

• 点击 魔法棒 ，在 Output 界面下，勾选 Create HEX File ，才能生成 hex 文件
  
• 在 Debug 界面下，选择 ST-Link Debugger ，具体根据自己的实际情况进行选择
  
• 然后点击 ST-Link Debugger 旁边的 Settings ，设置端口为 SW，根据自己的情况设置，设置完毕后会出现一个设备
  
• 然后点击 Flash Download ，点击 Add ，选中 STM32F10x High-density Flash ，然后点击 Add 即可添加完成
  
• 最后点击 确定 ，然后 OK 保存设置

3）编译调试

• 编译工程
  
• 没有错误即可（警告忽略）
  
• 点击调试按钮
  
• 最后可以看到，结果符合预期，寄存器 R5，R6，R7，R8 的值和程序设置一致，具体如下图所示：
  

三、分析生成的 hex 文件

1）hex 文件

• 最终生成的 hex 文件十分的小，只有 3 KB
  
• 用记事本打开 hex 文件，都是一连串的十六进制
  

2）扩展线性地址记录

• 扩展线性地址记录（hex 文件的第一排十六进制）也叫作 32 位地址记录或 HEX386 记录
• 这些记录包含数据地址的高 16 位
• 扩展线性地址记录总是有两个数据字节，外观如下（这里我通过标记方便对应原始数据）:

内容	描述
:020000040800F2
02	这个记录当中数据字节的数量
0000	地址域，对于扩展线性地址记录,这个域总是 0000
04	记录类型 04 (扩展线性地址记录)
0800	是地址的高 16 位
F2	是这个记录的校验和，计算方法：01h + NOT(02h + 00h + 00h + 04h + 08h + 00h)

• 当一个扩展线性地址记录被读取，存储于数据域的扩展线性地址被保存，它被应用于从 Intel HEX 文件读取来的随后的记录
• 线性地址保持有效，直到它被另外一个扩展地址记录所改变
• 通过把记录当中的地址域与被移位的来自扩展线性地址记录的地址数据相加获得数据记录的绝对存储器地址

3）数据部分

• Intel HEX 由任意数量的十六进制记录组成。每个记录包含 5 个域，它们按一定格式排列：:llaaaatt[dd...]cc
• 每一组字母对应一个不同的域，每一个字母对应一个十六进制编码的数字
• 每一个域由至少两个十六进制编码数字组成，它们构成一个字节，就像以下描述的那样：

内容	描述
:llaaaatt[dd…]cc
:	每个Intel HEX记录都由冒号开头
ll	数据长度域，它代表记录当中数据字节(dd)的数量
aaaa	地址域，它代表记录当中数据的起始地址
tt	代表HEX记录类型的域，它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)、04(扩展线性地址记录)
dd	数据域，它代表一个字节的数据。一个记录可以有许多数据字节.记录当中数据字节的数量必须和数据长度域(ll)中指定的数字相符
cc	校验和域，它表示这个记录的校验和（校验和的计算是通过将记录当中所有十六进制编码数字对的值相加，以256为模进行以下补足）

• Intel HEX文件由任意数量以回车换行符结束的数据记录组成
• 这里我们随便拿一条数据记录分析，比如第二条吧

内容	描述
:100000001806002031010008390100083B010008F2
10	这个记录当中数据字节的数量
0000	数据将被下载到存储器当中的地址
00	记录类型(数据记录)
1806…0008	数据
F2	这个记录的校验和

4）文件尾

• 在文件的最后一排，是一个文件的结束标志：:00000001FF

内容	描述
:00000001FF
00	记录的长度为 0
0000	LOAD OFFSET为0000
01	TYPE ＝ 01
FF	校验和为FF

• 这个是一个 END OF FILE RECORD，标识文件的结尾

四、总结

• 要想将程序烧录到单片机上，必须先生成 hex 文件，才能下载到单片机上，而一个 hex 文件是比较小的，且内容都是以冒号开始、回车键结束的一条条数据组成，每个数据的格式一一对应，这样就方便单片机读取数据并执行，如果能够掌握 hex 文件，那么就能够直接从 hex 文件中了解寄存器地址、数据等简略信息了。

五、参考资料

1、ARM汇编基础之基于MDK创建纯汇编语言的STM32工程
2、搜狗百科：hex文件