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CRC(Cyclic Redundancy Check)校验应用较为广泛,研究CRC的C语言实现,可以理解和掌握了基本原理和C语言编程。
1. CRC简介
CRC检验的基本思想是利用线性编码理论,在发送端根据要传送的k位二进制码序列,以一定的规则产生一个检验码r位(就是CRC码),附在信息后面,构成一个新的二进制码序列数共(k+r)位,最后发送出去。接收端根据同样的规则校验,以确定传送中是否出错。接收端有两种处理方式:1、计算k位序列的CRC码,与接收到的CRC比较,一致则接收正确。2、计算整个k+r位的CRC码,若为0,则接收正确。CRC码有多种检验位数,8位、16位、32位等,原理相同。16位的CRC码产生的规则是先将要发送的二进制序列数左移16位(即乘以2的16次方后),除以一个多项式,最后所得到的余数就是CRC码。
求CRC码所采用的是模2运算法则,即多项式除法中采用不带借位的减法运算,运算等同于异或运算。这一点要仔细理解,是编程的基础。
CRC-16: (美国二进制同步系统中采用) G(X) = X16 + X15 + X2 + 1
CRC-CCITT: (由欧洲CCITT推荐) G(X) = X16 + X12 + X5 + 1
CRC-32: G(X) = X32 + X26 + X23 + X22 + X16 +X12 + X11 + X10 + X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X1 + 1
2、按位计算CRC
采用CRC-CCITT多项式,多项式为0x11021,C语言编程时,参与计算为0x1021,这个地方得深入思考才能体会其中的奥妙,分享一下我的思路:当按位计算CRC时,例如计算二进制序列为1001 1010 1010 1111时,将二进制序列数左移16位,即为1001 1010 1010 1111 (0000 0000 0000 0000),实际上该二进制序列可拆分为1000 0000 0000 0000 (0000 0000 0000 0000) + 000 0000 0000 0000 (0000 0000 0000 0000) + 00 0000 0000 0000 (0000 0000 0000 0000) + 1 0000 0000 0000 (0000 0000 0000 0000) + ……
现在开始分析运算:
对第一个二进制分序列求余数,竖式除法即为0x10000 ^ 0x11021运算,后面的0位保留;
接着对第二个二进制分序列求余数,将第一步运算的余数*2后再和第二个二进制分序列一起对0x11021求余,这一步理解应该没什么问题。如果该分序列为0,无需计算。
对其余的二进制序列求余与上面两步相同。
计算到最后一位时即为整个二进制序列的余数,即为CRC校验码。
3. CRC校验的C语言代码(其实很简单):
unsigned char test[16] = {0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99, 0xaa, 0xbb, 0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff};
unsigned char len = 16;
void main( void )
{ unsigned long t
emp = 0;
unsigned int crc;
unsigned char i;
unsigned char *ptr = test;
while( len-- ) {
for(i = 0x80; i != 0; i = i >> 1) {
temp = temp * 2;
if((temp & 0x10000) != 0)
temp = temp ^ 0x11021;
if((*ptr & i) != 0)
temp = temp ^ (0x10000 ^ 0x11021);
}
ptr++;
}
crc = temp;
printf("0x%x ",crc);
}