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CRC8算法

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发表于 2018-4-6 16:00:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

1、 CRC8标准生成多项式

  • CRC-8       x8+x5+x4+1              0x31(0x131)
  • CRC-8       x8+x2+x1+1              0x07(0x107)
  • CRC-8       x8+x6+x4+x3+x2+x1       0x5E(0x15E)

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注:由于多项式的最高为都为1,并且在代码的crc8计算中,最高位也是不使用的,
所以在多项式记录时都去掉了最高位。

2、 CRC校验算法,说白了,就是把需要校验的数据与多项式进行循环异或(XOR),
但进行XOR的方式与实际中数据传输时,是高位先传、还是低位先传有关。对于数据
高位先传的方式,XOR从数据的高位开始,我们就叫它顺序异或吧;对于数据低位先
传的方式,XOR从数据的低位开始,我们就叫它反序异或吧。两种不同的异或方式,
即使对应相同的多项式,计算出来的结果也是不一样的。
下面以顺序异或的例子说明一些计算的过程:
使用多项式:x8+x5+x4+1(二进制为:100110001)
计算一个字节:0x11(二进制为:00010001)
计算步骤:
A、 因为采用顺序异或,所以需要计算的数据左移8位,
移位后数据为:0001 0001 0000 000
B、 先进行高9bit异或(多项式为9bit),0001 0001 0000 0000,因为高9bit的
最高bit为0,不需要进行异或,同理,接下来的两bit也是0,也不需要进行进行异或。
这样处理后数据为:1 0001 0000 0000;
C、 接下来最高位为1,需要进行异或操作了

从上面的计算过程可以看到,多项式最高位为1,遇到需要异或数据最高位为1时,
才进行异或计算,并且异或后,最高位就为0了,最高位为0,下次也不需要异或了,
这样需要采用代码计算的方式,就可以把最高位去掉,不需要异或,最后结果也是一样的。
对于上面的计算过程,采用代码实现的方式如下:

  • unsigned char cal_table_high_first(unsigned char value)
  • {
  •     unsigned char i, crc;
  •     crc = value;
  •     /* 数据往左移了8位,需要计算8次 */
  •     for (i=8; i>0; --i)
  •     {
  •         if (crc & 0x80)  /* 判断最高位是否为1 */
  •         {
  •         /* 最高位为1,不需要异或,往左移一位,然后与0x31异或 */
  •         /* 0x31(多项式:x8+x5+x4+1,100110001),最高位不需要异或,直接去掉 */
  •             crc = (crc << 1) ^ 0x31;        }
  •         else
  •         {
  •             /* 最高位为0时,不需要异或,整体数据往左移一位 */
  •             crc = (crc << 1);
  •         }
  •     }
  •     return crc;
  • }

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上面的代码是计算一个字节数据的crc结果,如果是计算多个字节的crc结果,也是比较简单

的,先计算第一个字节的crc结果,然后把第一个字节的crc结果与第二个字节进行异或,
异或后的值再进行一次crc计算就可以了,多个字节也是反复这过程就好,如下为多个字节
的crc校验代码:

  • unsigned char crc_high_first(unsigned char *ptr, unsigned char len)
  • {
  •     unsigned char i;
  •     unsigned char crc=0x00; /* 计算的初始crc值 */
  •     while(len--)
  •     {
  •         crc ^= *ptr++;  /* 每次先与需要计算的数据异或,计算完指向下一数据 */
  •         for (i=8; i>0; --i)   /* 下面这段计算过程与计算一个字节crc一样 */
  •         {
  •             if (crc & 0x80)
  •                 crc = (crc << 1) ^ 0x31;
  •             else
  •                 crc = (crc << 1);
  •         }
  •     }
  •     return (crc);
  • }

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上面的crc计算是纯采用逻辑运行的方式,可以看到,需要的运行量也是不少的,每一个字节

都需要进行8次判断、移位、或异或操作。可以采用查表法,大大减少计算量,先计算出
0x00~0xFF每一个字节的crc校验结果,后面就可以通过表来查出每个字节的crc结果,大大
减少计算量。
下面是一个表生成程序:
(生成表对应多项式:0x31(多项式:x8+x5+x4+1,100110001))

  • void  create_crc_table(void)
  •     {
  •         unsigned short i;
  •         unsigned char j;
  •         for (i=0; i<=0xFF; i++)
  •         {
  •             if (0 == (i%16))
  •                 printf(\"\\n\");
  •             j = i&0xFF;
  •             printf(\"0x%.2x, \", cal_table_high_first (j));  /*依次计算每个字节的crc校验值*/
  •         }
  •     }

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得到的表整理后如下:

  • static const unsigned char crc_table[] =
  • {
  •     0x00,0x31,0x62,0x53,0xc4,0xf5,0xa6,0x97,0xb9,0x88,0xdb,0xea,0x7d,0x4c,0x1f,0x2e,
  •     0x43,0x72,0x21,0x10,0x87,0xb6,0xe5,0xd4,0xfa,0xcb,0x98,0xa9,0x3e,0x0f,0x5c,0x6d,
  •     0x86,0xb7,0xe4,0xd5,0x42,0x73,0x20,0x11,0x3f,0x0e,0x5d,0x6c,0xfb,0xca,0x99,0xa8,
  •     0xc5,0xf4,0xa7,0x96,0x01,0x30,0x63,0x52,0x7c,0x4d,0x1e,0x2f,0xb8,0x89,0xda,0xeb,
  •     0x3d,0x0c,0x5f,0x6e,0xf9,0xc8,0x9b,0xaa,0x84,0xb5,0xe6,0xd7,0x40,0x71,0x22,0x13,
  •     0x7e,0x4f,0x1c,0x2d,0xba,0x8b,0xd8,0xe9,0xc7,0xf6,0xa5,0x94,0x03,0x32,0x61,0x50,
  •     0xbb,0x8a,0xd9,0xe8,0x7f,0x4e,0x1d,0x2c,0x02,0x33,0x60,0x51,0xc6,0xf7,0xa4,0x95,
  •     0xf8,0xc9,0x9a,0xab,0x3c,0x0d,0x5e,0x6f,0x41,0x70,0x23,0x12,0x85,0xb4,0xe7,0xd6,
  •     0x7a,0x4b,0x18,0x29,0xbe,0x8f,0xdc,0xed,0xc3,0xf2,0xa1,0x90,0x07,0x36,0x65,0x54,
  •     0x39,0x08,0x5b,0x6a,0xfd,0xcc,0x9f,0xae,0x80,0xb1,0xe2,0xd3,0x44,0x75,0x26,0x17,
  •     0xfc,0xcd,0x9e,0xaf,0x38,0x09,0x5a,0x6b,0x45,0x74,0x27,0x16,0x81,0xb0,0xe3,0xd2,
  •     0xbf,0x8e,0xdd,0xec,0x7b,0x4a,0x19,0x28,0x06,0x37,0x64,0x55,0xc2,0xf3,0xa0,0x91,
  •     0x47,0x76,0x25,0x14,0x83,0xb2,0xe1,0xd0,0xfe,0xcf,0x9c,0xad,0x3a,0x0b,0x58,0x69,
  •     0x04,0x35,0x66,0x57,0xc0,0xf1,0xa2,0x93,0xbd,0x8c,0xdf,0xee,0x79,0x48,0x1b,0x2a,
  •     0xc1,0xf0,0xa3,0x92,0x05,0x34,0x67,0x56,0x78,0x49,0x1a,0x2b,0xbc,0x8d,0xde,0xef,
  •     0x82,0xb3,0xe0,0xd1,0x46,0x77,0x24,0x15,0x3b,0x0a,0x59,0x68,0xff,0xce,0x9d,0xac
  • };

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采用查表法计算crc代码如下

  • unsigned char cal_crc_table(unsigned char *ptr, unsigned char len)
  • {
  •     unsigned char  crc = 0x00;
  •     while (len--)
  •     {
  •         crc = crc_table[crc ^ *ptr++];
  •     }
  •     return (crc);
  • }

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3、 反序异或的计算
反序异或与顺序异或差异在数据先判断最低位,并且数据是向右移
的,并且多项式数据位需要高低位反转一下。
还是以多项式:x8+x5+x4+1(二进制为:100110001)为例:
则计算一个字节的crc校验代码如下:

  • unsigned char cal_table_low_first(unsigned char value)
  • {
  •     unsigned char i, crc;
  •     crc = value;
  • /* 同样需要计算8次 */
  •     for (i=8; i>0; --i)
  •     {
  •         if (crc & 0x01)  /* 反序异或变成判断最低位是否为1 */
  •             /* 数据变成往右移位了 */
  •             /* 计算的多项式从0x31(0011 0001)变成了0x8C (1000 1100) */
  • /* 多项式值,原来的最高位变成了最低位,原来的最低位变成最高位,8位数据高低位交换一下位置 */
  •             crc = (crc >> 1) ^ 0x8C;
  •         else
  •             crc = (crc >> 1);
  •     }
  •     return crc;
  • }

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至于多个字节的crc校验及crc数据表的生成,只要把单个字节的计算方式替换一下顺序的
计算方式即可,这里就不再列出。所以,只要明确了crc校验使用的多项式,高位先校验
还是低位先校验,计算crc的初始值是什么,那crc的计算就变得很简单了2018年深圳嘉立创批量板大降价。


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