工业通信原理——CRC校验

前言

CRC（循环冗余校验）是一种常用的错误检测技术，广泛应用于通信协议中。它通过在数据中添加冗余的校验位来检测传输过程中的错误，具有高效、简单、可靠的特点。

CRC校验原理

CRC校验原理：

1. 生成多项式：CRC校验中使用一个固定的生成多项式，通常称为CRC多项式。这个多项式的选择会影响CRC校验的性能和可靠性。
2. 初始化寄存器：将一个初始值加载到CRC寄存器中，通常为全1或全0。
3. 数据处理：按照通信协议规定，将待校验的数据逐位与CRC寄存器中的内容进行异或操作，并根据结果更新CRC寄存器的值。
4. 最终处理：在所有数据位处理完成后，对CRC寄存器的内容进行一定的处理，通常是按位取反或者异或一个固定值。
5. 校验码生成：最终CRC寄存器的内容即为校验码，将其附加到数据中传输。
6. 校验：接收端按照相同的CRC算法对接收到的数据进行校验，如果校验结果与接收到的校验码不一致，则说明数据传输中存在错误。

CRC校验实现过程

CRC校验实现过程：

1. 初始化CRC寄存器：将CRC寄存器初始化为一个初始值。
2. 数据处理：将每个数据字节逐位与CRC寄存器中的内容进行异或操作，并更新CRC寄存器的值。
3. 最终处理：在数据处理完成后，对CRC寄存器的内容进行最终处理。
4. 生成校验码：CRC寄存器的最终内容即为校验码。

CRC校验C语言程序代码示例

CRC校验C语言程序代码示例：下面是一个简单的CRC-16校验的C语言实现示例，假设使用的是CRC-16-CCITT多项式（0x1021）。

#define CRC_POLY 0x1021 // CRC-16-CCITT多项式
#define INITIAL_VALUE 0xFFFF // CRC寄存器初始值// 计算CRC校验码
uint16_t calculate_crc(uint8_t *data, uint32_t size) {uint16_t crc = INITIAL_VALUE;for (uint32_t i = 0; i < size; i++) {crc ^= (uint16_t)data[i] << 8;for (uint8_t j = 0; j < 8; j++) {if (crc & 0x8000) {crc = (crc << 1) ^ CRC_POLY;} else {crc <<= 1;}}}return crc;
}int main() {// 待校验数据uint8_t data[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};uint32_t data_size = sizeof(data);// 计算CRC校验码uint16_t crc = calculate_crc(data, data_size);// 输出CRC校验码printf("CRC: 0x%04X\n", crc);return 0;
}

以上代码示例实现了一个简单的CRC-16校验，可以根据需要修改多项式和初始值以适应不同的应用场景。