为什么有的mcu烧录的时候是用hex，有的是用bin

这是一个非常经典的问题，也是嵌入式开发初学者经常会困惑的地方。简单来说，HEX文件和BIN文件都是机器代码的载体，但它们的“包装”不同，因此用途和适用场景也不同。

下面我们来详细拆解一下它们的区别以及为什么MCU会使用不同的格式。

核心区别：一句话概括

• BIN文件：是纯二进制数据，是MCU可执行代码的“裸数据”，没有任何修饰。它是什么，MCU就执行什么。
• HEX文件：是带有地址信息的文本文件，可以看作是BIN文件+地址信息+校验和的“包装版”。

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深入解析两种格式

1. BIN 文件

• 格式：纯粹的二进制序列。文件内容就是MCU Flash内存中从起始地址开始，按顺序排列的机器码。
• 优点：
  • 最原始：没有冗余信息，文件体积最小。
  • 直接可执行：烧录器只需将其原封不动地写入Flash的连续地址即可。
  • 通用性强：任何需要处理原始二进制数据的场景都可以使用。
• 缺点：
  • 缺乏地址信息：它本身不包含“我应该被放在Flash的哪个位置”的信息。这个起始地址通常需要由烧录器或用户额外指定。如果程序在Flash中不是从0x0000开始连续存放的（比如有中断向量表在0x08000000，而代码在另一个区域），单一的BIN文件就无法完整描述。
  • 无校验：文件传输或读取过程中如果出现错误，无法自我检查。

2. HEX 文件

• 格式：一种ASCII文本格式，遵循Intel HEX规范。每一行都是一条“记录”，包含特定信息。
  • 一条典型的HEX记录：:10010000214601360121470136007EFE09D2190140
  • : 起始符
  • 10 本行数据长度（16字节）
  • 0100 本行数据的起始地址（偏移）
  • 00 记录类型（00=数据，01=文件结束，…）
  • 214601360121470136007EFE09D21901 真正的数据
  • 40 校验和
• 优点：
  • 自带地址信息：可以描述不连续的数据块。例如，它可以轻松地说“把接下来的数据写到0x08000000地址”，然后又说“把另一段数据写到0x08002000地址”。这对于程序存储在非连续内存区域（如Bootloader和App分区）非常有用。
  • 自带校验和：每行都有校验和，确保数据传输的准确性。
  • 易于阅读和调试：因为是文本格式，人类可以（勉强）阅读，有时可以通过看HEX文件的开头地址来推断一些信息。
• 缺点：
  • 体积大：由于是文本格式，并且包含额外信息，文件体积通常比同程序的BIN文件大。
  • 需要解析：烧录器需要先解析这个文本文件，提取出数据和地址，才能执行烧录。

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为什么有的MCU用HEX，有的用BIN？

这主要取决于芯片的启动流程、内存布局以及开发工具链的偏好。

倾向于使用 HEX 文件的情况：

1. 复杂的内存映射：

   • 最典型的例子是ARM Cortex-M系列的MCU。它们的Flash起始地址通常是 0x08000000，而中断向量表必须放在这个起始位置。但用户的程序代码可能从稍后的地址开始。编译器生成的代码可能不是单一连续块。HEX文件能完美地描述这种“把数据A放在地址X，把数据B放在地址Y”的需求。
   • 如果使用BIN文件，你需要确切地知道起始地址，并且程序在Flash中必须是完全连续的。对于有Bootloader的系统，应用程序的BIN文件起始地址就不是0x08000000，而是0x0800C000之类的，这个地址必须明确告知烧录器。

2. 开发和生产的不同阶段：

   • 开发阶段：工程师更倾向于使用HEX文件。因为编译器（如ARM GCC, IAR, Keil）默认输出的就是HEX（或类似格式如ELF）。调试时，HEX文件包含的地址信息与源码映射更清晰。
   • 量产阶段：当程序固件最终确定，并且烧录地址固定后，为了追求效率和减小文件体积，可能会转换为BIN文件用于批量生产烧录。

3. 烧录器/工具的支持：

   • 很多通用的烧录器软件（如J-Flash, ST-Link Utility）都完美支持HEX格式，因为它们需要处理灵活的内存地址。

倾向于使用 BIN 文件的情况：

1. 简单的、固定地址的MCU：

   • 一些简单的8位MCU（如某些51单片机、PIC、AVR），它们的程序存储空间从0开始，并且程序是连续存放的。对于它们来说，一个从0地址开始的BIN文件就足够了，烧录器直接从头开始写即可，非常简单直接。

2. Bootloader 升级：

   • 在通过MCU内部的Bootloader进行OTA（空中升级）或串口升级时，传输的固件通常是BIN格式。因为Bootloader程序本身已经知道应用程序应该被写入的起始地址（例如 0x08004000），它只需要接收纯粹的二进制数据流并写入这个固定地址即可。使用BIN可以节省带宽和存储空间。

3. 批量生产：

   • 在生产线上，烧录的固件版本是固定的，烧录地址也是固定的。使用体积更小的BIN文件可以加快从电脑传输到烧录器的速度，并节省存储空间。

4. 嵌入式系统内核：

   • 比如引导Linux内核时，U-Boot通常是从存储设备（如eMMC, SD卡）中加载一个 uImage 或 zImage 文件，这本质上就是一个加了头信息的BIN文件，或者直接就是BIN文件。

总结对比表

特性	HEX 文件	BIN 文件
格式	ASCII 文本	纯二进制
地址信息	内置在文件中	需要外部指定
数据连续性	支持不连续的数据块	必须是连续的数据块
文件大小	较大（有冗余信息）	较小（纯数据）
可读性	可用文本编辑器查看	不可读（乱码）
错误校验	每行有校验和	无
典型应用	开发调试、复杂内存布局的MCU	量产烧录、Bootloader升级、简单MCU

结论：

选择HEX还是BIN，并非由MCU本身绝对决定，而是由**“工具链 + 内存布局 + 应用场景”**共同决定的。

• 如果你的程序很简单，内存映射是线性的，或者用于二次传输（如Bootloader），BIN是更高效的选择。
• 如果你的程序结构复杂，内存地址不连续，或者处于开发调试阶段，HEX文件提供了更大的灵活性和可靠性。

在现代ARM Cortex-M开发中，你经常会同时看到这两种文件，HEX用于开发和备份，BIN用于量产和OTA。