最詳細易懂的CRC-16校驗原理（附源程序）

ID:117761 · 發表于 2016-6-18 01:21

1、循環校驗碼（CRC碼）：

是數據通信領域中最常用的一種差錯校驗碼，其特征是信息字段和校驗字段的長度可以任意選定。

2、生成CRC碼的基本原理：

任意一個由二進制位串組成的代碼都可以和一個系數僅為‘0’和‘1’取值的多項式一一對應。例如：代碼1010111對應的多項式為x6+x4+x2+x+1，而多項式為x5+x3+x2+x+1對應的代碼101111。

標準CRC生成多項式如下表：

名稱生成多項式簡記式* 標準引用

CRC-4 x4+x+1 3 ITU G.704

CRC-8 x8+x5+x4+1 0x31

CRC-8 x8+x2+x1+1 0x07

CRC-8 x8+x6+x4+x3+x2+x1 0x5E

CRC-12 x12+x11+x3+x+1 80F

CRC-16 x16+x15+x2+1 8005 IBM SDLC

CRC16-CCITT x16+x12+x5+1 1021 ISO HDLC, ITU X.25, V.34/V.41/V.42, PPP-FCS

CRC-32 x32+x26+x23+...+x2+x+1 04C11DB7 ZIP, RAR, IEEE 802 LAN/FDDI, IEEE 1394, PPP-FCS

CRC-32c x32+x28+x27+...+x8+x6+1 1EDC6F41 SCTP

3、CRC-16校驗碼的使用：

現選擇最常用的CRC-16校驗，說明它的使用方法。

根據Modbus協議，常規485通訊的信息發送形式如下：

地址功能碼數據信息校驗碼

1byte 1byte nbyte 2byte

CRC校驗是前面幾段數據內容的校驗值，為一個16位數據，發送時，低8位在前，高8為最后。

例如：信息字段代碼為: 1011001，校驗字段為：1010。

發送方：發出的傳輸字段為: 1 0 1 1 0 0 1 1 0 10

信息字段校驗字段

接收方：使用相同的計算方法計算出信息字段的校驗碼，對比接收到的實際校驗碼，如果相等及信息正確，不相等則信息錯誤；或者將接受到的所有信息除多項式，如果能夠除盡，則信息正確。

4、CRC-16校驗碼計算方法：

常用查表法和計算法。計算方法一般都是：
（1）、預置1個16位的寄存器為十六進制FFFF（即全為1），稱此寄存器為CRC寄存器；
（2）、把第一個8位二進制數據（既通訊信息幀的第一個字節）與16位的CRC寄存器的低
8位相異或，把結果放于CRC寄存器，高八位數據不變；
（3）、把CRC寄存器的內容右移一位（朝低位）用0填補最高位，并檢查右移后的移出位；
（4）、如果移出位為0：重復第3步（再次右移一位）；如果移出位為1，CRC寄存器與多

項式A001（1010 0000 0000 0001）進行異或；
（5）、重復步驟3和4，直到右移8次，這樣整個8位數據全部進行了處理；
（6）、重復步驟2到步驟5，進行通訊信息幀下一個字節的處理；
（7）、將該通訊信息幀所有字節按上述步驟計算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低
字節進行交換；
（8）、最后得到的CRC寄存器內容即為：CRC碼。

以上計算步驟中的多項式A001是8005按位顛倒后的結果。

查表法是將移位異或的計算結果做成了一個表，就是將0~256放入一個長度為16位的寄存器中的低八位，高八位填充0，然后將該寄存器與多項式0XA001按照上述3、4步驟，直到八位全部移出，最后寄存器中的值就是表格中的數據，高八位、低八位分別單獨一個表。

5、提供兩個經典的程序示例（皆驗證通過）

（1） C查表法版本：

特點：速度快，語句少，但表格占用一定的程序空間。

*pucFrame 為待校驗數據首地址，usLen為待校驗數據長度。返回值為校驗結果。

USHORT usMBCRC16( UCHAR * pucFrame, USHORT usLen )

{

UCHAR ucCRCHi = 0xFF;

UCHAR ucCRCLo = 0xFF;

int iIndex;

while( usLen-- )

{

iIndex = ucCRCLo ^ *( pucFrame++ );

ucCRCLo = ( UCHAR )( ucCRCHi ^ aucCRCHi[iIndex] );

ucCRCHi = aucCRCLo[iIndex];

}

return ( USHORT )( ucCRCHi << 8 | ucCRCLo );

}

static const UCHAR aucCRCHi[] = {