crc的校验原理及其软件实现

CRC 的校验原理及其软件实现 随着数据采集系统的功能日益强大，以及微型计算机的普及，在现代工业中，利用微机 进行数据通讯的工业控制应用得也越来越广泛。特别是在大规模高精度数据采集系统中， 对数据进行分析和计算将占用很大一部分单片机的资源，可以将采集到的数据通过串行 通讯方式传送给 PC 机，由 PC 机来完成数据的处理工作。但是由于传输距离、现场状 况等诸多可能出现的因素的影响，计算机与受控设备之间的通讯数据常会发生无法预测 的错误。为了防止错误所带来的影响，在数据的接收端必须进行差错校验。虽然差错校 验也可以完全由硬件来承担，但由于单片机和 PC 都具有很强的软件编程能力，这就为 实施软件的差错校验提供了前提条件，而软件的差错校验有经济实用并且不增加硬件开 销的优点。 1 CRC 法的原理 传统的差错检验法有：奇偶校验法，校验和法，行列冗余校验法等。这些方法都是 在数据后面加一定数量的冗余位同时发送出去，例如在单片机的通讯方式 2 和 3 中， TB8 就可以作为奇偶校验位同数据一起发送出去，在数据的接收端通过对数据信息进行 比较、判别或简单的求和运算，然后将所得和接收到的冗余位进行比较，若相等就认为 数据接收正确，否则就认为数据传送过程中出现错误。但是冗余位只能反映数据行或列 的奇偶情况，所以这 类检验方法对数据行或列的偶数个错误不敏感，漏判的概率很高。 因此，此种方法的可靠性 就差。 循环冗余码校验英文名称为 Cyclical Redundancy Check，简称 CRC。它是利用除 法及余数 的原理来作错误侦测（Error Detecting）的。实际应用时，发送装置计算出 CRC 值并随数据一同发送给接收装置，接收装置对收到的数据重新计算 CRC 并与收到 的 CRC 相比较，若两个 CR C 值不同，则说明数据通讯出现错误。由于这种方法取得 校验码的方式具有很强的信息覆盖能力，所以它是一种效率极高的错误校验法。错误的 概率几乎为零。在很多的仪器设备中都 采用这种冗余校验的通讯规约。 根据应用环境与习惯的不同，CRC 又可分为以下几种标准： CRC12 码； CRC16 码； CRCCCITT 码； CRC32 码。 CRC-12 码通常用来传送 6-bit 字符串。CRC-16 及 CRC-CCITT 码则是用来传 送 8-b it 字符，其中 CRC-16 为美国采用，而 CRC-CCITT 为欧洲国家所采用。CRC- 32 码大都被采用在一种称为 Point-to-Point 的同步传输中。 2 CRC 校验码的生成过程 我们以最常用的 CRC16 码作为例子进行说明。 冗余循环码包括 2 个字节，即 16 位二进制数。先预置 16 位寄存器全部为 1，再逐 步把每 8 位的数据信息进行处理。在进行 CRC 计算时只用 8 位数据位，起始位和停止 位，如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位，都不参与 CRC 计算。 在计算 CRC 码时，8 位数据与寄存器的数据相异或，得到的数据向低位移一位， 用 0 填补最高位，再检查最低位。如果最低位为 1，把寄存器的内容与预置数相异或； 若最低位为 0，则不进行异或计算。 这个过程一直重复 8 次，第 8 次移位后，下一个 8 位数据再与现在寄存器中的内 容 相异或，这个过程和以上一样重复 8 次。当所有的信息处理完后，最后寄存器中的 内容即为 CRC 码。这个 CRC 码将由发送设备跟在数据的最后一起发送。 计算 CRC 的步骤为： （1）预置 16 位寄存器位十六进制数 FFFF（即全为 1）。称此寄存器位 CRC 寄 存器。 （2）把第一个 8 位数据与 16 位寄存器的低位相异或，将结果放于 CRC 寄存器中； （3）把寄存器的内容右移一位（朝低位），用 0 填补最高位，检查最低位； （4）如果最低位为 0，重复第三步（再次移位）； 如果最低位为 1，CRC 寄存器与多项式码进行异或； （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 5，进行下一个 8 位数据的处理； （7）最后得到的 CRC 寄存器即为 CRC 码。 3 CRC 软件实现 /* 函数功能：求 CRC16 校验值程函数 修改日期：2006.7.4 待修改： OK 参数： *str 指向 txbuf，待发送数组； num 为报文字节数 最后计算结果为 2 字节数。 MODBUS 传输时，CRC 低位在前，crc%256 求低位； 高位在后，crc/256 求高位。*/ uint crc16（uchar *str,uint num） /CRC 计算子程序， uchar i; /uint crc; crc=0xffff; for （i=0; i arc= （stri crc） crc=_irol_（crc,8）； / 整形循环右移指令 crc= crc crc= crc crctablearc; return（crc）； /* 函数功能：CRC 校验程函数 修改日期：2006.7.4 待修改： OK 参数： N 为报文字节数，rxbuf 为接收报文区 如果最后计算结果 CRC=0，说明报文在传输过程中正确 */ void crc_verify（uchar N） /CRC 校验程序 uchar i; crc = 0xFFFF; /modbus_crc 初值 for （i=0; i=7;i+ ） /CRC 校验方式 可以做一个子程序来处理 arc= （rxbufi crc） /xor crc=_irol_（crc,8）； /整形循环右移指令 crc= crc crc= crc crctablearc; /xor _nop_ （）； uint code crctable= /CRC 计算用表 0x0000,0xC0C1,0xC181,0x0140,0xC301,0x03C0,0x0280,0xC241, 0xC601,0x06C0,0x0780,0xC741,0x0500,0xC5C1,0xC481,0x0440, 0xCC01,0x0CC0,0x0D80,0xCD41,0x0F00,0xCFC1,0xCE81,0x0E40, 0x0A00,0xCAC1,0xCB81,0x0B40,0xC901,0x09C0,0x0880,0xC841, 0xD801,0x18C0,0x1980,0xD941,0x1B00,0xDBC1,0xDA81,0x1A40, 0x1E00,0xDEC1,0xDF81,0x1F40,0xDD01,0x1DC0,0x1C80,0xDC41, 0x1400,0xD4C1,0xD581,0x1540,0xD701,0x17C0,0x1680,0xD641, 0xD201,0x12C0,0x1380,0xD341,0x1100,0xD1C1,0xD081,0x1040, 0xF001,0x30C0,0x3180,0xF141,0x3300,0xF3C1,0xF281,0x3240, 0x3600,0xF6C1,0xF781,0x3740,0xF501,0x35C0,0x3480,0xF441, 0x3C00,0xFCC1,0xFD81,0x3D40,0xFF01,0x3FC0,0x3E80,0xFE41, 0xFA01,0x3AC0,0x3B80,0xFB41,0x3900,0xF9C1,0xF881,0x3840, 0x2800,0xE8C1,0xE981,0x2940,0xEB01,0x2BC0,0x2A80,0xEA41, 0xEE01,0x2EC0,0x2F80,0xEF41,0x2D00,0xEDC1,0xEC81,0x2C40, 0xE401,0x24C0,0x2580,0xE541,0x2700,0xE7C1,0xE681,0x2640, 0x2200,0xE2C1,0xE381,0x2340,0xE101,0x21C0,0x2080,0xE041, 0xA001,0x60C0,0x6180,0xA141,0x6300,0xA3C1,0xA281,0x6240, 0x6600,0xA6C1,0xA781,0x6740,0xA501,0x65C0,0x6480,0xA441, 0x6C00,0xACC1,0xAD81,0x6D40,0xAF01,0x6FC0,0x6E80,0xAE41, 0xAA01,0x6AC0,0x6B80,0xAB41,0x6900,0xA9C1,0xA881,0x6840, 0x7800,0xB8C1,0xB981,0x7940,0xBB01,0x7BC0,0x7A80,0xBA41, 0xBE01,0x7EC0,0x7F80,0xBF41,0x7D00,0xBDC1,0xBC81,0x7C40, 0xB401,0x74C0,0x7580,0xB541,0x7700,0xB7C1,0xB681,0x7640, 0x7200,0xB2C1,0xB381,0x7340,0xB101,0x71C0,0x7080,0xB041, 0x5000,0x90C1,0x9181,0x5140,0x9301,0x53C0,0x5280,0x9241, 0x9601,0x56C0,0x5780,0x9741,0x5500,0x95C1,0x9481,0x5440, 0x9C01,0x5CC0,0x5D80,0x9D41,0x5F00,0x9FC1,0x9E81,0x5E40, 0x5A00,0x9AC1,0x9B81,0x5B40,0x9901,0x59C0,0x5880,0x9841, 0x8801,0x48C0,0x4980,0x8941,0x4B00,0x8BC1,0x8A81,0x4A40, 0x4E00,0x8EC1,0x8F81,0x4F40,0x8D01,0x4DC0,0x4C80,0x8C41, 0x4400,0x84C1,0x8581,0x4540,0x8701,0x47C0,0x4680,0x8641, 0x8201,0x42C0,0x4380,0x8341,0x4100,0x81C1,0x8081,0x4040 ; 运动追踪传感器或将成为老年痴呆症的克星 导读: 一个来自德国跨学科科研团队的研究人员发现，通过简单的运动传感器可以 对老年人身体运动及机能的改变进行追踪，从而发现与阿尔茨海默病相关的病理行病变， 从而对今早发现和诊断老年痴呆症起到积极有效的作用。 o 关键字 o 运动追踪传感器 OFweek 电子工程网讯：10 月 9 日消息，阿尔茨海默病，也就是我们俗称的 老年痴呆症。这是一种神经系统退行性疾病。临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、 视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征，病因迄 今未明。 阿尔茨海默病目前已经成为了挑战全球医疗保健领域的一大难题，目前仍然没有治 愈的有效办法。由于阿尔茨海默病病情发展缓慢，因此能够早发现早预防就成为了最有 效的途径。现在，一个来自德国跨学科科研团队的研究人员发现，通过简单的运动传感 器可以对老年人身体运动及机能的改变进行追踪，从而发现与阿尔茨海默病相关的病理 行病变，从而对今早发现和诊断老年痴呆症起到积极有效的作用。 研究人员通过在实验者脚踝处放置三轴加速计，就像大部分健身追踪装置一样，对 阿尔茨海默病潜在人群的日常行为进行追踪。通过对大量随机的运动数据进行分析之后 识别阿尔茨海默病与普通人区别的准确率达到了 91%。看来对于阿尔茨海默病患者来 说在日常行为和特征中还是具有一定的规律可以总结，让护理人员及家人更加有效的照 料。 Ros