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标题: 转载：CRC16几种标准算法及其源码 [打印本页]

作者: James_Jiang 时间: 2022-2-7 17:43
标题: 转载：CRC16几种标准算法及其源码
CRC在线测试工具：https://www.lddgo.net/encrypt/crc

转载链接：https://www.cnblogs.com/skullboyer/p/8342167.html

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

四、CRC16的算法原理及程序
　　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。
　　根据算法原理与标准要求就能简单的写出具体程序：

  1 /**
  2 **************************************************************************************************
  3 * @Brief Single byte data inversion
  4 * @Param
  5 *          @DesBuf: destination buffer
  6 *          @SrcBuf: source buffer
  7 * @RetVal None
  8 * @Note    (MSB)0101_0101 ---> 1010_1010(LSB)
  9 **************************************************************************************************
10 */
11 void InvertUint8(unsigned char *DesBuf, unsigned char *SrcBuf)
12 {
13    int i;
14    unsigned char temp = 0;
15
16    for(i = 0; i < 8; i++)
17    {
18       if(SrcBuf[0] & (1 << i))
19       {
20          temp |= 1<<(7-i);
21       }
22    }
23    DesBuf[0] = temp;
24 }
25
26 /**
27 **************************************************************************************************
28 * @Brief double byte data inversion
29 * @Param
30 *          @DesBuf: destination buffer
31 *          @SrcBuf: source buffer
32 * @RetVal None
33 * @Note    (MSB)0101_0101_1010_1010 ---> 0101_0101_1010_1010(LSB)
34 **************************************************************************************************
35 */
36 void InvertUint16(unsigned short *DesBuf, unsigned short *SrcBuf)
37 {
38    int i;
39    unsigned short temp = 0;
40
41    for(i = 0; i < 16; i++)
42    {
43       if(SrcBuf[0] & (1 << i))
44       {
45          temp |= 1<<(15 - i);
46       }
47    }
48    DesBuf[0] = temp;
49 }
50
51 unsigned short CRC16_CCITT(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
52 {
53    unsigned short wCRCin = 0x0000;
54    unsigned short wCPoly = 0x1021;
55    unsigned char wChar = 0;
56
57    while (usDataLen--)
58    {
59       wChar = *(puchMsg++);
60       InvertUint8(&wChar, &wChar);
61       wCRCin ^= (wChar << 8);
62
63       for(int i = 0; i < 8; i++)
64       {
65          if(wCRCin & 0x8000)
66          {
67                wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
68          }
69          else
70          {
71                wCRCin = wCRCin << 1;
72          }
73       }
74    }
75    InvertUint16(&wCRCin, &wCRCin);
76    return (wCRCin) ;
77 }
78
79 unsigned short CRC16_CCITT_FALSE(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
80 {
81    unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
82    unsigned short wCPoly = 0x1021;
83    unsigned char wChar = 0;
84
85    while (usDataLen--)
86    {
87       wChar = *(puchMsg++);
88       wCRCin ^= (wChar << 8);
89
90       for(int i = 0; i < 8; i++)
91       {
92          if(wCRCin & 0x8000)
93          {
94                wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
95          }
96          else
97          {
98                wCRCin = wCRCin << 1;
99          }
100       }
101    }
102    return (wCRCin) ;
103 }
104
105 unsigned short CRC16_XMODEM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
106 {
107    unsigned short wCRCin = 0x0000;
108    unsigned short wCPoly = 0x1021;
109    unsigned char wChar = 0;
110
111    while (usDataLen--)
112    {
113       wChar = *(puchMsg++);
114       wCRCin ^= (wChar << 8);
115
116       for(int i = 0; i < 8; i++)
117       {
118          if(wCRCin & 0x8000)
119          {
120                wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
121          }
122          else
123          {
124                wCRCin = wCRCin << 1;
125          }
126       }
127    }
128    return (wCRCin) ;
129 }
130
131 unsigned short CRC16_X25(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
132 {
133    unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
134    unsigned short wCPoly = 0x1021;
135    unsigned char wChar = 0;
136
137    while (usDataLen--)
138    {
139       wChar = *(puchMsg++);
140       InvertUint8(&wChar, &wChar);
141       wCRCin ^= (wChar << 8);
142
143       for(int i = 0;i < 8;i++)
144       {
145          if(wCRCin & 0x8000)
146          {
147                wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
148          }
149          else
150          {
151                wCRCin = wCRCin << 1;
152          }
153       }
154    }
155    InvertUint16(&wCRCin, &wCRCin);
156    return (wCRCin^0xFFFF) ;
157 }
158
159 unsigned short CRC16_MODBUS(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
160 {
161    unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
162    unsigned short wCPoly = 0x8005;
163    unsigned char wChar = 0;
164
165    while (usDataLen--)
166    {
167       wChar = *(puchMsg++);
168       InvertUint8(&wChar, &wChar);
169       wCRCin ^= (wChar << 8);
170
171       for(int i = 0; i < 8; i++)
172       {
173          if(wCRCin & 0x8000)
174          {
175                wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
176          }
177          else
178          {
179                wCRCin = wCRCin << 1;
180          }
181       }
182    }
183    InvertUint16(&wCRCin, &wCRCin);
184    return (wCRCin) ;
185 }
186
187 unsigned short CRC16_IBM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
188 {
189    unsigned short wCRCin = 0x0000;
190    unsigned short wCPoly = 0x8005;
191    unsigned char wChar = 0;
192
193    while (usDataLen--)
194    {
195       wChar = *(puchMsg++);
196       InvertUint8(&wChar, &wChar);
197       wCRCin ^= (wChar << 8);
198
199       for(int i = 0; i < 8; i++)
200       {
201          if(wCRCin & 0x8000)
202          {
203                wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
204          }
205          else
206          {
207                wCRCin = wCRCin << 1;
208          }
209       }
210    }
211    InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
212    return (wCRCin) ;
213 }
214
215 unsigned short CRC16_MAXIM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
216 {
217    unsigned short wCRCin = 0x0000;
218    unsigned short wCPoly = 0x8005;
219    unsigned char wChar = 0;
220
221    while (usDataLen--)
222    {
223       wChar = *(puchMsg++);
224       InvertUint8(&wChar, &wChar);
225       wCRCin ^= (wChar << 8);
226
227       for(int i = 0; i < 8; i++)
228       {
229          if(wCRCin & 0x8000)
230          {
231                wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
232          }
233          else
234          {
235                wCRCin = wCRCin << 1;
236          }
237       }
238    }
239    InvertUint16(&wCRCin, &wCRCin);
240    return (wCRCin^0xFFFF) ;
241 }
242
243 unsigned short CRC16_USB(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
244 {
245    unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
246    unsigned short wCPoly = 0x8005;
247    unsigned char wChar = 0;
248
249    while (usDataLen--)
250    {
251       wChar = *(puchMsg++);
252       InvertUint8(&wChar, &wChar);
253       wCRCin ^= (wChar << 8);
254
255       for(int i = 0; i < 8; i++)
256       {
257          if(wCRCin & 0x8000)
258          {
259                wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
260          }
261          else
262          {
263                wCRCin = wCRCin << 1;
264          }
265       }
266    }
267    InvertUint16(&wCRCin, &wCRCin);
268    return (wCRCin^0xFFFF) ;
269 }

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