CRC16的标准校验算法及C语言实现

CRC码由发送端计算,放置于发送信息报文的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息报文的CRC,比较计算得到的CRC是否与接收到的相符,如果两者不相符,则表明出错。

校验码的计算多项式为:

(X16 + X15 + X2 + 1)

具体CRC16码的计算方法是:

预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF(即全为1);称此寄存器为CRC寄存器;

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;

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

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寄存器与多项式A001(1010 0000 0000 0001)进行异或;(Modbus)

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;

重复步骤2到步骤5,进行通讯信息帧下一个字节的处理;

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;

最后得到的CRC寄存器内容即为:CRC码。

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+x2+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+x2+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+x2+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+x2+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:

如,x16+x12+x5+1

x16表示第16位为1,x5表示第5位为1

(1

但是CRC16只取低16位,写成16进制数就是 0x1021

CRC16的算法原理:

根据CRC16的标准选择初值CRCIn的值。

将数据的第一个字节与CRCIn高8位异或。

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。

重复3直至8位全部移位计算结束。

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。

根据算法原理与标准要求就能简单的写出具体程序:

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

for(int i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x8000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

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

for(int i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x8000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

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

for(int i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x8000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

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

for(int i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x8000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

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

for(int i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x8000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

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

for(int i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x8000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

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

for(int i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x8000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

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

for(int i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x8000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);

return (wCRCin^0xFFFF) ;

}

void InvertUint8(unsigned char *dBuf,unsigned char *srcBuf)

{

int i;

unsigned char tmp[4];

tmp[0] = 0;

for(i=0;i

{

if(srcBuf[0]& (1

tmp[0]|=1

}

dBuf[0] = tmp[0];

}

void InvertUint16(unsigned short *dBuf,unsigned short *srcBuf)

{

int i;

unsigned short tmp[4];

tmp[0] = 0;

for(i=0;i

{

if(srcBuf[0]& (1

tmp[0]|=1

}

dBuf[0] = tmp[0];

}

void InvertUint32(unsigned int *dBuf,unsigned int *srcBuf)

{

int i;

unsigned int tmp[4];

tmp[0] = 0;

for(i=0;i

{

if(srcBuf[0]& (1

tmp[0]|=1

}

dBuf[0] = tmp[0];

}

具体验证使用“加密解密算法工具集”,内含CRC算法的计算。

下载地址:

https://download.csdn.net/download/leumber/10421362

在这个基础上也加入CRC32的校验算法:

/CRC32算法:

unsigned int CRC32(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)

{

int i;

unsigned int wCRCin = 0xFFFFFFFF;

unsigned int wCPoly = 0x04C11DB7;

unsigned int wChar = 0;

while (usDataLen--)

{

wChar = *(puchMsg++);

InvertUint8((unsigned char *)&wChar,(unsigned char *)&wChar);

wCRCin ^= (wChar

for(i = 0;i

{

if(wCRCin & 0x80000000)

wCRCin = (wCRCin

else

wCRCin = wCRCin

}

}

InvertUint32(&wCRCin,&wCRCin);

return (wCRCin ^ 0xFFFFFFFF) ;

}

对于CRC32,可能还有其他的多项式和初始值和结果值,是否需要异或以及输入数据是否需要位序倒转等要求在源码中修改。

来源:部分内容摘自 leumber博客

  • 发表于:
  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20191119A0EDD200?refer=cp_1026
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