一、CRC16校驗碼的使用
現(xiàn)選擇最常用的CRC-16校驗,說明它的使用方法。
根據(jù)Modbus協(xié)議,常規(guī)485通訊的信息發(fā)送形式如下:
地址 功能碼 數(shù)據(jù)信息 校驗碼
1byte 1byte nbyte 2byte
CRC校驗是前面幾段數(shù)據(jù)內(nèi)容的校驗值,為一個16位數(shù)據(jù),發(fā)送時,低8位在前,高8為最后。
例如:信息字段代碼為: 1011001,校驗字段為:1010。
發(fā)送方:發(fā)出的傳輸字段為: 1 0 1 1 0 0 1 1 0 10
信息字段 校驗字段
接收方:使用相同的計算方法計算出信息字段的校驗碼,對比接收到的實際校驗碼,如果相等及信息正確,不相等則信息錯誤;或者將接受到的所有信息除多項式,如果能夠除盡,則信息正確。
二、CRC16校驗碼計算方法
常用查表法和計算法。計算方法一般都是:
(1)、預置1個16位的寄存器為十六進制FFFF(即全為1),稱此寄存器為CRC寄存器;
?。?)、把第一個8位二進制數(shù)據(jù)(既通訊信息幀的第一個字節(jié))與16位的CRC寄存器的低
8位相異或,把結(jié)果放于CRC寄存器,高八位數(shù)據(jù)不變;
(3)、把CRC寄存器的內(nèi)容右移一位(朝低位)用0填補最高位,并檢查右移后的移出位;
?。?)、如果移出位為0:重復第3步(再次右移一位);如果移出位為1,CRC寄存器與多
項式A001(1010 0000 0000 0001)進行異或;
?。?)、重復步驟3和4,直到右移8次,這樣整個8位數(shù)據(jù)全部進行了處理;
?。?)、重復步驟2到步驟5,進行通訊信息幀下一個字節(jié)的處理;
?。?)、將該通訊信息幀所有字節(jié)按上述步驟計算完成后,得到的16位CRC寄存器的高、低
字節(jié)進行交換;
(8)、最后得到的CRC寄存器內(nèi)容即為:CRC碼。
以上計算步驟中的多項式A001是8005按位顛倒后的結(jié)果。
查表法是將移位異或的計算結(jié)果做成了一個表,就是將0~256放入一個長度為16位的寄存器中的低八位,高八位填充0,然后將該寄存器與多項式0XA001按照上述3、4步驟,直到八位全部移出,最后寄存器中的值就是表格中的數(shù)據(jù),高八位、低八位分別單獨一個表。
三、CRC16常見幾個標準的算法
CRC16常見的標準有以下幾種,被用在各個規(guī)范中,其算法原理基本一致,就是在數(shù)據(jù)的輸入和輸出有所差異,下邊把這些標準的差異列出,并給出C語言的算法實現(xiàn)。
CRC16_CCITT:多項式x16+x12+x5+1(0x1021),初始值0x0000,低位在前,高位在后,結(jié)果與0x0000異或
CRC16_CCITT_FALSE:多項式x16+x12+x5+1(0x1021),初始值0xFFFF,低位在后,高位在前,結(jié)果與0x0000異或
CRC16_XMODEM:多項式x16+x12+x5+1(0x1021),初始值0x0000,低位在后,高位在前,結(jié)果與0x0000異或
CRC16_X25:多項式x16+x12+x5+1(0x1021),初始值0x0000,低位在前,高位在后,結(jié)果與0xFFFF異或
CRC16_MODBUS:多項式x16+x15+x5+1(0x8005),初始值0xFFFF,低位在前,高位在后,結(jié)果與0x0000異或
CRC16_IBM:多項式x16+x15+x5+1(0x8005),初始值0x0000,低位在前,高位在后,結(jié)果與0x0000異或
CRC16_MAXIM:多項式x16+x15+x5+1(0x8005),初始值0x0000,低位在前,高位在后,結(jié)果與0xFFFF異或
CRC16_USB:多項式x16+x15+x5+1(0x8005),初始值0xFFFF,低位在前,高位在后,結(jié)果與0xFFFF異或
四、CRC16的算法原理及程序
1.根據(jù)CRC16的標準選擇初值CRCIn的值。
2.將數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)與CRCIn高8位異或。
3.判斷最高位,若該位為 0 左移一位,若為 1 左移一位再與多項式Hex碼異或。
4.重復3直至8位全部移位計算結(jié)束。
5.重復將所有輸入數(shù)據(jù)操作完成以上步驟,所得16位數(shù)即16位CRC校驗碼。
根據(jù)算法原理與標準要求就能簡單的寫出具體程序:
[cpp] view plain copyunsigned short CRC16_CCITT(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0x0000;
unsigned short wCPoly = 0x1021;
unsigned char wChar = 0;
while (usDataLen--)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar 《《 8);
for(int i = 0;i 《 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin 《《 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin 《《 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_CCITT_FALSE(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
unsigned short wCPoly = 0x1021;
unsigned char wChar = 0;
while (usDataLen--)
{
wChar = *(puchMsg++);
wCRCin ^= (wChar 《《 8);
for(int i = 0;i 《 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin 《《 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin 《《 1;
}
}
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_XMODEM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0x0000;
unsigned short wCPoly = 0x1021;
unsigned char wChar = 0;
while (usDataLen--)
{
wChar = *(puchMsg++);
wCRCin ^= (wChar 《《 8);
for(int i = 0;i 《 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin 《《 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin 《《 1;
}
}
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_X25(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
unsigned short wCPoly = 0x1021;
unsigned char wChar = 0;
while (usDataLen--)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar 《《 8);
for(int i = 0;i 《 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin 《《 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin 《《 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin^0xFFFF) ;
}
unsigned short CRC16_MODBUS(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
unsigned short wCPoly = 0x8005;
unsigned char wChar = 0;
while (usDataLen--)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar 《《 8);
for(int i = 0;i 《 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin 《《 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin 《《 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_IBM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0x0000;
unsigned short wCPoly = 0x8005;
unsigned char wChar = 0;
while (usDataLen--)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar 《《 8);
for(int i = 0;i 《 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin 《《 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin 《《 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_MAXIM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0x0000;
unsigned short wCPoly = 0x8005;
unsigned char wChar = 0;
while (usDataLen--)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar 《《 8);
for(int i = 0;i 《 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin 《《 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin 《《 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin^0xFFFF) ;
}
unsigned short CRC16_USB(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
unsigned short wCPoly = 0x8005;
unsigned char wChar = 0;
while (usDataLen--)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar 《《 8);
for(int i = 0;i 《 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin 《《 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin 《《 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin^0xFFFF) ;
}
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