向单片机flash中烧录自定义数据的方法

自己做项目碰到和总结的一个问题，感觉挺有用的，贴出来，让后来的朋友少走弯路！

关键词：nrf51822   hex文件格式详解   flash读写 hex文件创建和烧录

引言
    答题器项目生产时，需要在程序烧录时附带生产信息（生产时间、软件版本等）。后续若答题器出问题时，能知道是哪个批次生产的答题器，方便定位问题。

技术可行性
    答题器所用芯片nrf51822flash共256KByte，flash根本用不完，我们可以取一块没用到的flash，烧录时把生产信息也写进去。

一 HEX文件格式详解
    非常感谢这篇文章，写的非常透彻：http://www.forwhat.cn/post-240.html
    全文摘录如下：
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    Hex文件是可以烧录到MCU中，被MCU执行的一种文件格式。如果用记事本打开可发现，整个文件以行为单位，每行以冒号开头，内容全部为16进制码（以ASCII码形式显示）。Hex文件可以按照如下的方式进行拆分来分析其中的内容：
例如 “:1000080080318B1E0828092820280B1D0C280D2854”可以被看作“0x10 0x00 0x08 0x00 0x80 0x31 0x8B 0x1E 0x08 0x28 0x09 0x28 0x20 0x28 0x0B 0x1D 0x0C 0x28 0x0D 0x28 0x54”
   第一个字节 0x10表示本行数据的长度；
   第二、三字节 0x00 0x08表示本行数据的起始地址；
   第四字节 0x00表示数据类型，数据类型有：0x00、0x01、0x02、0x03、0x04、0x05。
       '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
       '02' Extended Segment Address Record: 用来标识扩展段地址的记录
       '03' Start Segment Address Record:开始段地址记录
       '04' Extended Linear Address Record: 用来标识扩展线性地址的记录
        '05' Start Linear Address Record:开始线性地址记录

   然后是数据，最后一个字节 0x54为校验和。
    校验和的算法为：计算0x54前所有16进制码的累加和(不计进位)，检验和 = 0x100 - 累加和
   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。
   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 mark ‘:’
           Length

Load offset

Record type

INFO or DATA

CHKSUM

1 byte

1 byte

2 bytes

1 byte

n bytes

1 byte

   看个例子：

:020000040008F2

: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0008，校验和为F2。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(0x0008 << 16)。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0X80000，加上OFFSET，这个记录里的16BYTE的数据的起始地址就是0x80000 + 0x0004 = 0x80004.
   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0x0004.
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二 创建自己的HEX格式文件，并烧录检验

    根据HEX文件格式详解，我们可以创建自己的hex格式 文件，方法很简单：

        step1：新建文本文件test.txt

        step2：向test.txt文件中写入hex格式数据

        step3：把文本文件.txt后缀强制转为.hex文件

        step4：如下图所示

                     

    根据"HEX文件格式详解"我们知道，这三行的意思是：向地址为0x04FC00的flash中写入8字节数据：0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88

    烧录进51822，用KEIL的DEBUG模式查看：

                

    BINGO!!!!!!!!!

三 进阶1：HEX文件加入"注释信息"

    我们构建自己的HEX文件时，有时希望像代码一样能添加"注释信息"，这样即使很久以后，也能知道这些乱七八糟的二进制数，到底代表什么意思。

    从"HEX文件格式详解"中我们知道，HEX文件格式规律：

        1）必须是一整行，包括： Record mark ‘:’-  Length-Load offset-Record type-INFO or DATA-CHKSUM，从冒号到校验值，不间断；

        2）第一行必须是地址偏移的基地址，如:020000040008F2

        3）最后一行必须表示HEX文件结束，如:00000001FF      

        4）只要我们不破坏这个规律即可

    我们完全可以在一行的结束和整个hex文件结束后添加想要的"注释信息"，如下：

 

    hex能烧录，且查看对应的flash值正确，BINGO!!!!!!!!!!!!!!!

    这是一个错误的示范：

 

四 进阶2：修改项目的HEX文件，添加生产信息

    我们会创建HEX文件后，在产品生产过程中，就可以烧录带生产信息的HEX文件。但是这有个弊端，就是产品在生产时需要烧录两个HEX文件（项目程序生成的HEX文件和我们自己构建带生产信息的HEX文件）。增加生产时间，浪费时间金钱。

    怎么修改项目生成的HEX文件，附带上我们需要的生产信息呢？

    方法很简答，如下图：

    

五 进阶3：如何读出HEX烧录进flash的数据

    烧录进去后，读取flash值方法有很多，不同单片机有自己的读取flash方法。

    下面介绍一种简单粗暴的方法：

    1）C语言const关键字：修饰的数据类型是常亮类型，保存在FLASH中，不可修改

    2）所以我们可定义一个const类型的指针，指向我们已知的flash地址，然后直接读出来即可

const uint8_t* pFlashTest = (uint8_t *)(0xFC00);      //指针地址强制为0xFC00
int main (void)
{
uint8_t i,FlashRead[8];
for(i = 0;i < 8;i++)
{
FlashRead[i] = *(pFlashTest + i);              //读出烧录进去的flash数据
}
}

keil的DEBUG模式，测试如下，读取结果和我们写入的一致，BINGO!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

 

 

六 注意事项

    1）注意你写入flash的位置，不能破坏原有程序，也不能超出你芯片的flash范围。