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嵌入式开发:STM32 硬件 CRC 使用

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tpgf|  楼主 | 2024-10-12 12:12 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
测试平台:STM32G474系列
        STM32硬件的CRC不占用MCU的资源,计算速度快。由于硬件CRC需要配置一些选项,配置不对就会导致计算结果错误,导致使用上没有软件计算CRC方便。但硬件CRC更快的速度在一些有时间资源要求的场合还是非常适合,没计算时间要求的还是用软件CRC更方便通用。

1.软件CRC16代码
//*****************************************************************************
//
//! 计算所选 CRC 多项式的 16 位 CRC。
//! \fn uint16_t calculateCRC(const uint8_t dataBytes[], uint8_t numberBytes, uint16_t initialValue)
//!
//! \param dataBytes[] 指向数据字节数组中第一个元素的指针
//! \param numberBytes CRC计算中使用的字节数
//! \param initialValue 初始值,第一次使用时使用0xFFFF,循环计算时输入上一次的结果
//! \return 16-bit  CRC16 结果
//
//*****************************************************************************
uint16_t calculateCRC(const uint8_t dataBytes[], uint8_t numberBytes, uint16_t initialValue)
{
        int         bitIndex, byteIndex;
        bool        dataMSb;                                               
        bool        crcMSb;                                                    
        uint8_t     bytesPerWord = wlength_byte_values[WLENGTH];

    uint16_t crc = initialValue;

    #ifdef CRC_CCITT  //多项式公式
    /* CCITT CRC polynomial = x^16 + x^12 + x^5 + 1 */
    const uint16_t poly = 0x1021;
    #endif

    #ifdef CRC_ANSI
    /* ANSI CRC polynomial = x^16 + x^15 + x^2 + 1 */
    const uint16_t poly = 0x8005;
    #endif

        for (byteIndex = 0; byteIndex < numberBytes; byteIndex++)
        {
            bitIndex = 0x80u;
            while (bitIndex > 0)
            {
                dataMSb = (bool) (dataBytes[byteIndex] & bitIndex);
                crcMSb  = (bool) (crc & 0x8000u);

                crc <<= 1;              

                if (dataMSb ^ crcMSb)
                {
                    crc ^= poly;        
                }

                bitIndex >>= 1;
            }
        }

        return crc;
}
2.STM32CubeMX CRC配置
①选择 CRC 并开启

②这里选择以CRC16来测试

③多项式,用于计算CRC16时的多项式,这个可以后面在生成的代码里面直接改。

④计算时的初始值,软件计算代码那边对应的是 initialValue 参数。



配置完成后生成代码



\Core\Src 路径下找到生成的工程里面的 crc.c文件

在以下代码中修改多项式的参数:

多项式参数,根据多项式公式算成对应的 16进制值然后赋值。

void MX_CRC_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN CRC_Init 0 */

  /* USER CODE END CRC_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN CRC_Init 1 */

  /* USER CODE END CRC_Init 1 */
  hcrc.Instance = CRC;
  hcrc.Init.DefaultPolynomialUse = DEFAULT_POLYNOMIAL_DISABLE;
  hcrc.Init.DefaultInitValueUse = DEFAULT_INIT_VALUE_DISABLE;
  hcrc.Init.GeneratingPolynomial = 0x1021;                     //在这里修改多项式
  hcrc.Init.CRCLength = CRC_POLYLENGTH_16B;
  hcrc.Init.InitValue = 0xFFFF;                                //在这里修改初始值
  hcrc.Init.InputDataInversionMode = CRC_INPUTDATA_INVERSION_NONE;
  hcrc.Init.OutputDataInversionMode = CRC_OUTPUTDATA_INVERSION_DISABLE;
  hcrc.InputDataFormat = CRC_INPUTDATA_FORMAT_BYTES;
  if (HAL_CRC_Init(&hcrc) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN CRC_Init 2 */

  /* USER CODE END CRC_Init 2 */

}
多项式值的计算或获取

直接获取:http://www.ip33.com/crc.html

可以通过以上网站直接计算CRC值,和获取对应多项式的16进制值。

如这次实验使用的多项式: CRC-16/CCITT   :  x16 + x12 + x5 + 1



自己计算:CRC-16/CCITT   :  x16 + x12 + x5 + 1

x16 + x12 + x5 + 1: 表示的是一个二进制数, x16表示第16位是1, x12表示第12位是1,x5表示第5位是1,其余的位置都是0。 二进制位值是从0开始计数。对应二进制值如下

x16 + x12 + x5 = 1   0001   0000  0010  0000 = 0x11020

x16 + x12 + x5 + 1 = 0x11020 +1 = 0x11021

由于是CRC16 所以取2个字节值 = 0x1021

3.CRC 库函数
参考链接:https://blog.csdn.net/usjjjsj/article/details/141832938

uint32_t HAL_CRC_Accumulate(CRC_HandleTypeDef *hcrc, uint32_t pBuffer[], uint32_t BufferLength)

以上一次CRC校验的结果作为初始值继续进行校验 (适用于连续多次校验的第2、3、4... ...次)


*hcrc: 指向 CRC_HandleTypeDef CRC 校验总控制结构体的指针
pBuffer:待校验的数据
BufferLength:待校验的数据长度
返回值:校验结果
        该函数在第一使用时需要调用HAL_CRC_Calculate,计算出第一次数据的校验位,然后由第一位的数据位的校验位作为下一位的的初始值。计算出最后一位的数据位作为整个传递数据的校验位。

uint32_t HAL_CRC_Calculate(CRC_HandleTypeDef *hcrc, uint32_t pBuffer[], uint32_t BufferLength)

使用默认初始值进行校验计算 (适用于单次校验 或 多次校验的第一次)

该函数一次性将全部数据的校验位检测出来,且初值仍为0xFFFFFFFF,或者CRC初始化时配置的初始值。

HAL_CRC_StateTypeDef HAL_CRC_GetState(CRC_HandleTypeDef *hcrc)

获取状态的函数

HAL_CRC_StateTypeDef HAL_CRC_GetState(CRC_HandleTypeDef *hcrc
返回值:CRC校验总控制结构体内的 State 值
HAL_CRC_STATE_RESET  尚未初始化
HAL_CRC_STATE_READY 初始化并准备使用
HAL_CRC_STATE_BUSY 忙
HAL_CRC_STATE_TIMEOUT 超时
HAL_CRC_STATE_ERROR 错误

4.CRC计算
经过以上配置后,通过软件计算的CRC和硬件计算的CRC将获得相同的结果,如果有高低字节不同,可以自己调整一下。

HAL_CRC_Calculate(); //硬件计算

calculateCRC(); //软件计算,文章开始有对应的代码。

网站在线计算可作计算结果的对照:http://www.ip33.com/crc.html



感谢这两位博主的文章,在这两份文章的帮助下我成功的通过硬件CRC计算出了正确的值。

https://blog.csdn.net/usjjjsj/article/details/141832938

https://blog.csdn.net/13011803189/article/details/122366072
————————————————

                            版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。

原文链接:https://blog.csdn.net/yutian0606/article/details/142830033

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沙发
Stahan| | 2024-10-13 19:44 | 只看该作者
硬件crc速度快多少啊

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