java實現 hex 文件轉 bin 文件

hex 文件格式是可以燒寫到單片機中,被單片機執行的一種文件格式,生成Hex文件的方式有很多種,可以通過不同的編譯器將C程序或者匯編程序編譯生成hex。 ———— 百度百科。

總的思路就是,把 hex 文件中的16進制字符串,每兩個字符串解析成一個byte元素,寫入byte數組,再把byte數組寫入文件,文件后綴名定義為 .bin,就得到了二進制 bin 文件。

首先介紹一下 hex 文件的格式,以文件中某一行字符串(16進制)為例:

:10 0830 00 020C5D0224B3FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF 7E

10,長度,轉換成10進制,也就是16B 大小,這里是32個字符,因為16進制中,2個字符占一個字節,可以不管。
0830,地址,轉換成10進制好計算,數據存入字節數組時,可以當做數組下標來使用,方便計算兩個地址間的差值。
00,這里表示數據記錄,還有其他類型百度便知,可以不管。
02...FF,數據部分。主要就是把這一部分轉成bin文件。
7E,校驗使用,可以不管。


備注:

  • hex 文件中都是16進制的字符串
  • 地址位是4位,最大FFFF也只能表示65535B(轉換成10進制)的數據,如果數據超過這個大小,地址位就需要歸0000,開始重復。當然,不一定非要到最大的位置才歸0,也可以提前,取決于生成hex 文件的代碼。一般地址開始重復的時候,都會有一個重復標識的行。
  • 第一次循環開始的地址是0800,之后地址位的循環都是從0000 開始的

:020000080000FA 【開始循環的標識行】
:020800003003C3 【第一次循環的首地址是0800】
:10083000020C5D0224B3FFFFFFFFFFFFFFF987237E
:10084000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF021D03876487
:10085000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF022C01624961
......
:10FFE00008123EFF7909123C2F790A12338F790BE0
:10FFF000123F3B790C122E020083D082020C75FFC2【地址位到了FFF0結束】
:020000080001F9 【開始循環的標識行】
:1000000074F612187C90070F74FEF0A304F09007AA 【第二次循環開始,首地址都變成了0000】
:1000100012F0900FEAF07A018A0A750B00740278C9
:100020000A1217F9740F250AF87407350BF9EA88D4

  • hex 文件中的數據可能是有序的,也可能無序,每個公司hex文件有所不同。
  • 本例的hex文件的數據排列有序,即單次地址循環中,地址位是從小到大的
  • 本例需要實現兩種結束方式,代碼中用type區分,1-碰到 3行數據部分全是F 時結束,2-數組滿了200K就結束,如下例子中最后3行就是數據部分全是F。

:103520009AF8E14BF9E3FAE9FB012C57C082C083C3
:10353000900C34EEFFD083D0DEF20CAAA20C650200
:103540000C75C0A2CC83A0EC3F7EE0FAD083D08211
:10355000020C75FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF5
:10356000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF6B
:10357000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF5B
:10358000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF4B

以上就是需要注意的點,也是代碼中主要的業務邏輯,可以理解為需求文件。上代碼

import java.io.*;

public class Test {

    private static final int ByteSize = 200*1024; //讀取的字節數
    private static final String firstLinePrefix = ":02000008"; //地址循環行的標識
    private static final Integer firstAddressPrefix_10 = 2048 ; //0800,第一次循環的第一個地址位的16進制字符串,轉換成十進制是2048
    private static final int dataMaxCharNum = 32; //每行數據最多32字符,16個字節(16進制2個字符占一個字節)
    private static final String compareString = "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"; //數據部分全F

    public static void main(String[] args) {
        int type = 2;
        File mfile = new File("C:\\Users\\XYP\\Desktop\\HexToBin\\IS2P-KR-OAD.hex");
        InputStream inputStream = null;
        BufferedReader bufferedReader = null;
        FileOutputStream fileOutputStream = null;
        try {
            if (mfile == null) {
                System.out.println("文件為空");
            }
            inputStream = new FileInputStream(mfile);
            //轉成 reader 以 行 為單位讀取文件
            bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
            //當前行字符串
            String hexLineStr = null;
            //當前行數
            int hexLineNum = 0;
            //當前行的地址位
            Integer hexLineAddress = null;
            //連續三行數據全F終止
            int hexLineNumForF = 0;
            //目前數據保存的下標位置
            int offset = 0;
            //地址歸零從新開始時,保存前面地址的偏移量
            int offsetAdd = 0;
            //每次循環的首地址(第一次是0800,后面循環都是從0000開始了)代碼中以十進制來匹配計算
            int firstAddress = firstAddressPrefix_10;
            //200k固定長度的數組
            byte[] bytes = new byte[ByteSize];
            //選擇了3F行結束時賦值的數組
            byte[] bytes2 = null;
            //初始化數組為全FFF
            fillFToByteArray(bytes,compareString);

            while ((hexLineStr = bufferedReader.readLine())!=null){
                hexLineNum++;
                if(hexLineStr.startsWith(firstLinePrefix)){
                    if(hexLineNum!=1){
                        firstAddress = 0;
                        offsetAdd = offset+dataMaxCharNum/2;
                    }
                    System.out.println("循環,位置偏移:"+offset+" 開始地址:"+firstAddress);
                    continue;
                }
                //地址為轉換成十進制
                hexLineAddress = Integer.parseInt(hexLineStr.substring(3,7),16);
                //獲取數據部分
                String preData = hexLineStr.substring(9);
                String data = preData.substring(0,preData.length()-2);
                //數據部分小于32個字符串的話,要用F填充滿
                if(data.length()<dataMaxCharNum){
                    data = fillHexString(data);
                }
                //遇到全F就累計+1
                if(data.equals(compareString)){
                    hexLineNumForF++;
                }else { //一旦全F斷了就歸0
                    hexLineNumForF=0;
                }
                //由于地址存在歸0的情況,所以要注意每次循環首地址的變化,以及上次循環結束時,地址的下標
                offset = hexLineAddress-firstAddress+offsetAdd;
                //進入該if就表示數組滿了,需求是最大200k
                if(hexStringToByteArray(data,bytes,offset)==1){
                    break;
                }
                //當碰到3行數據全是F的時候,把數據復制到另一個數組,注意數組大小,是根據地址下標來計算的
                if(hexLineNumForF>=3&&type==1){
                    bytes2 = new byte[offset+dataMaxCharNum/2];
                    for(int i = 0 ; i < bytes.length ; i ++){
                        bytes2[i] = bytes[i];
                        if(i==bytes2.length-1){
                            break;
                        }
                    }
                    break;
                }
            }
            fileOutputStream = new FileOutputStream("C:\\Users\\XYP\\Desktop\\HexToBin\\IS2P-KR-OAD_200K.bin");
            if(type==1){
                fileOutputStream.write(bytes2);
            }else {
                fileOutputStream.write(bytes);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if(inputStream!=null){
                    inputStream.close();
                }
                if(bufferedReader!=null){
                    bufferedReader.close();
                }
                if(fileOutputStream!=null){
                    fileOutputStream.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //初始化數組成全F
    public static void fillFToByteArray(byte[] b,String s){
        int len = s.length();
        for(int i = 0 ; i < b.length ; i ++){
            for(int j = 0 ; j < len ; j +=2 ){
                b[i] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(j), 16) << 4) + Character
                        .digit(s.charAt(j + 1), 16));
            }
        }
    }

    //數據要填充滿32個字符
    private static String fillHexString(String s){
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append(s);
        while (stringBuilder.length()<dataMaxCharNum){
            stringBuilder.append("F");
        }
        return stringBuilder.toString();
    }

    //16進制字符串轉字節數組,如果數組滿了,就返回1,否則返回0
    public static int hexStringToByteArray(String s,byte[] b,int offset) {
        int len = s.length();
        for (int i = 0; i < len; i += 2) {
            // 兩位一組,表示一個字節,把這樣表示的16進制字符串,還原成一個字節
            b[offset] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4) + Character
                    .digit(s.charAt(i + 1), 16));
            if(offset==b.length-1){
                return 1;
        }
            offset++;
        }
        return 0;
    }
}

之所以調用 fillFToByteArray() 函數,是因為有時候地址并不是連續的,跳過部分需要用F填充,初始化的字節數組每個元素默認是0,往數組里寫的時候,是根據地址轉換成10進制對應的下標來直接對某個元素賦值的,所以最后生產的文件,跳過的部分會全是0,所以干脆初始化數組是全F。如下第三行就比第二行跳過了32個字節。

:020000080000FA
:020800003003C3 【有效數據開始的行】
:10083000020C5D0224B3FFFFFFFFFFFFFFF987237E
:10084000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF021D03876487
:10085000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF022C01624961

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