【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
