如何通俗的理解CRC校验并用C语言实现

只看该作者 · 2020-4-9 11:09

使用C语言实现CRC校验
算法1 —— 按位校验思想
CRC4
对于简单的CRC-4，实现代码如下：

#include <stdint.h>



#define CRC4_POLYNOMIAL 0xC8   /* 11011后面补0凑8位数：11011000*/



uint8_t CheckCrc4(uint8_t const message)

{

    uint8_t  remainder;        //余数

    uint8_t  i = 0;         //循环变量



    /* 初始化，余数=原始数据 */

    remainder = message;



    /* 从最高位开始依次计算  */

    for (i = 0; i < 8; i++)

    {

        if (remainder & 0x80)

        {

            remainder ^= POLYNOMIAL;

        }

        remainder = (remainder << 1);

    }



    /* 返回计算的CRC码 */

    return (remainder >> 4);

}

只看该作者 · 2020-4-9 11:09

测试代码如下：

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#include <stdio.h>

int main(void)

{

    uint8_t dat = 0xB3;

    uint8_t crc = CheckCrc4(dat);



    printf("crc = %#x\n", crc);

    if(crc == 0x4)

    {

        printf("ok.\n");

    }

    else

    {

      printf("fail.\n");

    }



    return 0;

}

只看该作者 · 2020-4-9 11:11

运行结果如下：

只看该作者 · 2020-4-9 11:11

CRC8
根据一个字节数据的CRC校验实现思想，两个字节或多个字节的数据也是同样的道理，加一层循环就可以了，代码实现如下：

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#define CRC8_POLYNOMIAL 0x31



uint8_t CheckCrc8(uint8_t* const message, uint8_t initial_value)

{

    uint8_t  remainder;        //余数

    uint8_t  i = 0, j = 0;  //循环变量



    /* 初始化 */

    remainder = initial_value;



    for(j = 0; j < 2;j++)

    {

        remainder ^= message[j];



        /* 从最高位开始依次计算  */

        for (i = 0; i < 8; i++)

        {

            if (remainder & 0x80)

            {

                remainder = (remainder << 1)^CRC8_POLYNOMIAL;

            }

            else

            {

                remainder = (remainder << 1);

            }

        }

    }



    /* 返回计算的CRC码 */

    return remainder;

}

只看该作者 · 2020-4-9 11:13

接下来用最开始在背景中提出的问题进行检，SHT30传感器的数据手册中给出了它计算CRC的生成多项式和初始值，并给出了一个示例，如图：

只看该作者 · 2020-4-9 11:14

接下来我们使用示例测试一下：

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int main(void)

{

    char dat[2] = {0xBE,0xEF};

    uint8_t crc = CheckCrc8(dat, 0xFF);



    printf("crc = %#x\n", crc);

    if(crc == 0x92)

    {

        printf("ok.\n");

    }

    else

    {

      printf("fail.\n");

    }



    return 0;

}

只看该作者 · 2020-4-9 11:20

测试结果如下：

只看该作者 · 2020-4-9 11:22

算法2 —— 查表思想
生成表
首先需要编写一个程序，计算好所有的8位二进制数的CRC校验码，然后将它保存成一个256B大小的数组。

生成数组的代码如下：

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int main(void)

{

    uint16_t i = 0;

    uint8_t crc = 0;



    for(i = 0; i < 256; i++)

    {

        crc = CheckCrc4(i);

        printf("0x%02x, ", crc);

        if((i+1)%16 == 0)

        {

            printf("\n");

        }

    }



    return 0;

}

只看该作者 · 2020-4-9 11:25

生成的表如图：

只看该作者 · 2020-4-9 11:25

查找表
将这张表保存为一个数组，然后编写新的校验CRC的程序：

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#include <stdio.h>

#include <stdint.h>



uint8_t CRC4_TABLE[256] = {

    //……这里数据太多，省略

};

int main(void)

{

    uint8_t dat = 0xB3;

    uint8_t crc = CRC4_TABLE[dat];      //直接查表



    printf("crc = %#x\n", crc);

    if(crc == 0x04)

    {

        printf("ok.\n");

    }

    else

    {

      printf("fail.\n");

    } 

    return 0;

}

只看该作者 · 2020-4-9 11:28

两种C语言实现方法比较

只看该作者 · 2020-4-9 11:28

移植第三方库 —— LibCRC
CRC的计算确实是一个非常头疼的事情，所以国外有大神开源了一个库专门用于CRC计算 —— LibCRC。

Libcrc是一个C语言实现的多平台MIT许可CRC库，其官网链接为：www.libcrc.org，其Github仓库为：LibCRC。

有兴趣的读者可以移植分享一下~