循环冗余码校验原理

循环冗余码校验原理循环冗余码校验英文名称为CyclicalRedundancyCheck,简称CRC。它是利用除法及余数的原理来作错误侦测(ErrorDetecting)的。他将要发送的数据比特序列当作一个多项式f(x)的系数，发送时用双方预先约定的生成多项式G(x)去除，求得一个余数多项式，将余数多项式加到数据多项式之后发送到接收端，接收端同样用G(x)去除接收到的数据，进行计算，然后把计算结果和实际接收到的余数多项式数据进行比较，相同的话表示传输正确。CRC校验检错能力强，容易实现，是目前应用最广的检错码编码方式之一。在国际标准中，根据生成多项式G(x)的不同，CRC又可分为以下几种标准：CRC-12码：G(x)=X12+Xll+X3+X2+X+lCRC-16码：G(x)=X16+X15+X2+1CRC-CCITT码：G(x)=X16+X12+X5+1CRC-32码：G(x)=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X1+X+1CRC-12码通常用来传送6-bit字符串。CRC-16及CRC-CCITT码则用是来传送8-bit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。下面以最常用的CRC-16为例来说明其生成过程。CRC-16码由两个字节构成，在开始时CRC寄存器的每一位都预置为1,然后把CRC寄存器与8-bit的数据进行异或，之后对CRC寄存器从高到低进行移位，在最高位(MSB)的位置补零，而最低位(LSB，移位后已经被移出CRC寄存器)如果为1,则把寄存器与预定义的多项式码进行异或，否则如果LSB为零，则无需进行异或。重复上述的由高至低的移位8次，第一个8-bit数据处理完毕，用此时CRC寄存器的值与下一个8-bit数据异或并进行如前一个数据似的8次移位。所有的字符处理完成后CRC寄存器内的值即为最终的CRC值。下面为CRC的计算过程：1.设置CRC寄存器，并给其赋值FFFF(hex)。2•将数据的第一个8-bit字符与16位CRC寄存器的低8位进行异或，并把结果存入CRC寄存器。CRC寄存器向右移一位，MSB补零，移出并检查LSB。如果LSB为0,重复第三步；若LSB为1，CRC寄存器与多项式码相异或。重复第3与第4步直到8次移位全部完成。此时一个8-bit数据处理完毕。重复第2至第5步直到所有数据全部处理完成。最终CRC寄存器的内容即为CRC值。二、循环冗余码校验程序的编写明白了CRC校验码的产生过程，编写起程序来就非常容易了。由于VisualBasic的广泛普及以及其在数据通讯中的重要地位，下面就以VB语言来编写CRC的生成程序，其它语言只需稍做修改即可。编写CRC校验程序有两种办法：一种为计算法，一种为查表法。通常使用查表法，尤其在VB程序中，可以大大降低CPU的运算时间。下面对两种方法分别讨论。计算法计算法就是依据CRC校验码的产生原理来设计程序。其优点是模块代码少，修改灵活，可移植性好。其缺点为计算量大。为了便于理解，这里假定了三位数据，而多项式码为AOOl(hex)。在窗体上放置一命令按钮Commandl，并添加如下代码：PrivateSubCommand1_Click()DimCRC()AsByteDimd()AsByte'待传输数据ReDimd(2)AsByted(0)=123d(1)=112d(2)=135CRC=CRC16(d)'调用CRC16计算函数'CRC(O)为高位'CRC(1)为低位EndSub注意：在数据传输时CRC的低位可能在前，而咼位在后。FunctionCRC16(data()AsByte)AsStringDimCRC16LoAsByte,CRC16HiAsByte'CRC寄存器DimCLAsByte,CHAsByte'多项式码&HA001DimSaveHiAsByte,SaveLoAsByteDimiAsIntegerDimFlagAsIntegerCRC16Lo=&HFFCRC16Hi=&HFFCL=&H1CH=&HA0Fori=0ToUBound(data)CRC16Lo=CRC16LoXordata(i)'每一个数据与CRC寄存器进行异或ForFlag=0To7SaveHi=CRC16HiSaveLo=CRC16LoCRC16Hi=CRC16Hi\2'高位右移一位CRC16Lo=CRC16Lo\2'低位右移一位If((SaveHiAnd&H1)=&H1)Then'如果高位字节最后一位为1CRC16Lo=CRC16LoOr&H80'则低位字节右移后前面补1EndIf'否则自动补0If((SaveLoAnd&H1)=&H1)Then'如果LSB为1,则与多项式码进行异或CRC16Hi=CRC16HiXorCHCRC16Lo=CRC16LoXorCLEndIfNextFlagNextiDimReturnData(1)AsByteReturnData(O)=CRC16Hi'CRC高位ReturnData(l)=CRC16Lo'CRC低位CRC16=Retur