【CRC】crc16几种标准校验算法及c语言代码

一、CRC16校验码的使用

  现选择最常用的CRC-16校验,说明它的使用方法。

  根据Modbus协议,常规485通讯的信息发送形式如下:

  地址 功能码 数据信息 校验码

  1byte 1byte nbyte 2byte

  CRC校验是前面几段数据内容的校验值,为一个16位数据,发送时,低8位在前,高8为最后。

  例如:信息字段代码为: 1011001,校验字段为:1010。

  发送方:发出的传输字段为: 1 0 1 1 0 0 1 1 0 10

  信息字段 校验字段

  接收方:使用相同的计算方法计算出信息字段的校验码,对比接收到的实际校验码,如果相等及信息正确,不相等则信息错误;或者将接受到的所有信息除多项式,如果能够除尽,则信息正确。

二、CRC16校验码计算方法

  常用查表法和计算法。计算方法一般都是:

  (1)、预置1个16位的寄存器值0xFFFF,称此寄存器为CRC寄存器;

  (2)、把第一个8位二进制数据(既通讯信息帧的第一个字节)与16位的CRC寄存器的低

  8位相异或,把结果放于CRC寄存器,高八位数据不变;

  (3)、把CRC寄存器的内容右移一位(朝高位)用0填补最高位,并检查右移后的移出位;

  (4)、如果移出位为0:重复第3步(再次右移一位);如果移出位为1,CRC寄存器与一多

  项式(A001)进行异或;

  (5)、重复步骤3和4,直到右移8次,这样整个8位数据全部进行了处理;

  (6)、重复步骤2到步骤5,进行通讯信息帧下一个字节的处理;

  (7)、将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后,得到的16位CRC寄存器的高、低

  字节进行交换;

  (8)、最后得到的CRC寄存器内容即为:CRC码。

  以上计算步骤中的多项式A001是8005按位颠倒后的结果。

  查表法是将移位异或的计算结果做成了一个表,就是将0~256放入一个长度为16位的寄存器中的低八位,高八位填充0,然后将该寄存器与多项式0XA001按照上述3、4步骤,直到八位全部移出,最后寄存器中的值就是表格中的数据,高八位、低八位分别单独一个表。

三、CRC16常见几个标准的算法

  CRC16常见的标准有以下几种,被用在各个规范中,其算法原理基本一致,就是在数据的输入和输出有所差异,下边把这些标准的差异列出,并给出C语言的算法实现。

  CRC16_CCITT:多项式x16+x12+x5+1(0x1021),初始值0x0000,低位在前,高位在后,结果与0x0000异或

  CRC16_CCITT_FALSE:多项式x16+x12+x5+1(0x1021),初始值0xFFFF,低位在后,高位在前,结果与0x0000异或

  CRC16_XMODEM:多项式x16+x12+x5+1(0x1021),初始值0x0000,低位在后,高位在前,结果与0x0000异或

  CRC16_X25:多项式x16+x12+x5+1(0x1021),初始值0x0000,低位在前,高位在后,结果与0xFFFF异或

  CRC16_MODBUS:多项式x16+x15+x5+1(0x8005),初始值0xFFFF,低位在前,高位在后,结果与0x0000异或

  CRC16_IBM:多项式x16+x15+x5+1(0x8005),初始值0x0000,低位在前,高位在后,结果与0x0000异或

  CRC16_MAXIM:多项式x16+x15+x5+1(0x8005),初始值0x0000,低位在前,高位在后,结果与0xFFFF异或

  CRC16_USB:多项式x16+x15+x5+1(0x8005),初始值0xFFFF,低位在前,高位在后,结果与0xFFFF异或

多项式产生 x16+x12+x5+1(0x1021):x16表示第16位为1,x5表示第5位为1
即:(1 << 16)  |  (1 << 12)  |  (1 << 5) | (1) = 0x11021,因CRC16有效位数是16bit,故只取低16位

四、CRC16的算法原理

  1. 根据CRC16的标准选择初值CRCIn的值。

  2. 将数据的第一个字节与CRCIn高8位异或。

  3. 判断最高位,若该位为 0 左移一位,若为 1 左移一位再与多项式Hex码异或。

  4. 重复3直至8位全部移位计算结束。

  5. 重复将所有输入数据操作完成以上步骤,所得16位数即16位CRC校验码。

 

五、具体程序

单字节位序翻转

/**
 **************************************************************************************************
 * @Brief    Single byte data inversion        
 * @Param    
 *            @DesBuf: destination buffer
 *            @SrcBuf: source buffer
 * @RetVal    None
 * @Note      (MSB)0101_0101 ---> 1010_1010(LSB)
 **************************************************************************************************
 */
void InvertUint8(unsigned char *DesBuf, unsigned char *SrcBuf)
{
    unsigned char temp = 0;

    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        if (SrcBuf[0] & (1 << i)) {
            temp |= 1 << (7 - i);
        }
    }
    DesBuf[0] = temp;
}

 

双字节位序翻转

/**
 **************************************************************************************************
 * @Brief    double byte data inversion        
 * @Param    
 *            @DesBuf: destination buffer
 *            @SrcBuf: source buffer
 * @RetVal    None
 * @Note      (MSB)0101_0101_1010_1010 ---> 0101_0101_1010_1010(LSB)
 **************************************************************************************************
 */
void InvertUint16(unsigned short *DesBuf, unsigned short *SrcBuf)  
{
    unsigned short temp = 0;

    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        if (SrcBuf[0] & (1 << i)) {
            temp |= 1 << (15 - i);
        }
    }
    DesBuf[0] = temp;
}

 

1、CCITT

unsigned 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);
}

 

2、CCITT_FALSE

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);
}

 

3、 XMODEM 

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);
}

 

4、X25

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);
}

 

4、MODBUS

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);
}

 

5、 IBM

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);
}

 

6、 MAXIM

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);
}

 

7、USB

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);
}

 

【FROM】https://www.elecfans.com/dianzichangshi/20171204593027.html?v=pc

posted @ 2018-01-24 16:13  壹点灵异  阅读(52531)  评论(3编辑  收藏  举报