CRC计算工具

1、CRC校验（循环冗余校验）基本知识

CRC即循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check）：是数据通信领域中最常用的一种查错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查（CRC）是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。

根本思想就是先在要发送的帧后面附加校验码，再发送给接收端。校验码要使所生成的码能与发送端和接收端共同选定的某个特定数整除（模2除）。到达收端后，再把接收到的新帧除以这个选定的除数。结果应该是没有余数，如果有余数，则表明该帧在传输过程中出现了差错。

CRC算法参数模型解释：
NAME：参数模型名称。
WIDTH：宽度，即CRC比特数。
POLY：生成项的简写，以16进制表示。例如：CRC-32即是0x04C11DB7，忽略了最高位的"1"，即完整的生成项是0x104C11DB7。
INIT：这是算法开始时寄存器（crc）的初始化预置值，十六进制表示。
REFIN：待测数据的每个字节是否按位反转，True或False。
REFOUT：在计算后之后，异或输出之前，整个数据是否按位反转，True或False。
XOROUT：计算结果与此参数异或后得到最终的CRC值。

2、计算步骤

多项式为G(x) = x^8 + x^5 + x^3 +x^2 + x + 1 ,对应的二进制为0001 0010 1111，要发送的二进数据为1100 0101，求CRC是多少，

1、预先确定一个发送端和接收端都用来作为除数的多项式G(x) = x^8 + x^5 + x^3 +x^2 + x + 1
2、看所选定的除数二进制位数（假设为k位， k= 9 ），然后在要发送的数据帧（假设为m位）后面加上k-1位“0”，然后以这个加了k-1个“0“的新帧（一共是m+k-1位）以“模2除法”方式除以上面这个除数，所得到的余数（也是二进制的比特串）就是该帧的CRC校验码。但要注意的是，余数的位数一定要是比除数位数只能少一位，哪怕前面位是0，甚至是全为0（附带好整除时）也都不能省略。
3、把这个校验码附加在原数据帧（就是m位的帧，注意不是在后面形成的m+k-1位的帧,，此时依旧是m = 8位）后面，构建一个新帧发送到接收端，最后在接收端再把这个新帧以“模2除法”方式除以前面选择的除数，如果没有余数，则表明该帧在传输过程中没出错，否则出现了差错。

如图所示：

在实际编写程序时，因为数据和多项式的第一位都为1，做异或运算为0，因此最高位为1时，不需要异或，数据左移一位看最高位是否为1，具体步骤：

3、代码

1、正常计算

/* 以MSB（高位先发）为例 */
/* 单字节计算 CRC-8 */
unsigned char Cal_CRC8(const unsigned char data)
{
    unsigned char i, crc;
    crc = data;
    /* 数据往左移了8位，需要计算8次 */
    for (i = 8; i > 0; i--) {
        /* 判断最高位是否为1 */
        if(crc & 0x80) {
        /* 最高位为1，不需要异或，往左移一位，然后与0x2f异或 */
        /* 多项式0x12f((16进制) = x^8 + x^5 + x^3 + x^2 + x + 1,  二进制为100101111)，最高位不需要异或，直接去掉后为0010 1111 也就是0x2f*/
            crc = (crc << 1) ^ 0x2f;
        } 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;
}

/* 以MSB（高位先发）为例 */
/* 多字节计算 CRC-8 */ */
unsigned char Crc_CRC8_ground(unsigned char *ptr, unsigned char len)
{
    unsigned char i; 
    unsigned char crc=0x00; /* 计算的初始crc值: 0 - 输入值， 1 - 输入翻转 */ 
 
    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) ^ 0x2f;
            else
                crc = (crc << 1);
        }
    }
 	//reture (~crc); /* 输出翻转 */
    return (crc); 
}

2、查表法

建立 0x12f(多项式：x8 + x5 + x3 + x2 + x + 1, 100101111)

#include <stdio.h>

/* 本地调用此函数计算出所有 CRC-8 校验码 */
unsigned char Cal_CRC8(const unsigned char data)
{
    unsigned char i, crc;
    crc = data;
    /* 数据往左移了8位，需要计算8次 */
    for (i = 8; i > 0; i--) {
        /* 判断最高位是否为1 */
        if(crc & 0x80) {
        /* 最高位为1，不需要异或，往左移一位，然后与0x2f异或 */
        /* 多项式0x12f((16进制) = x^8 + x^5 + x^3 + x^2 + x + 1,  二进制为100101111)，最高位不需要异或，直接去掉后为0010 1111 也就是0x2f*/
            crc = (crc << 1) ^ 0x2f;
        } 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;
}
int main()
{
	unsigned char j = 0;
	int count = 1;
	for(unsigned int i = 0; i < 256; i++) {
   		j = Cal_CRC8(i);
		if(count %  16) {
            count++;
			printf("0x%x, ", j);
		} else {
            count++;
			printf("0x%x,\n", j);
		}
	}
   return 0;
}

查表

#include <stdio.h>

/* 此数组仅供参考，多项式不同，则数组不同 */
/* 多项式：x8 + x5 + x3 + x2 + x + 1,  100101111 */
unsigned char Crc8_Array[] = {
    0x0, 0x2f, 0x5e, 0x71, 0xbc, 0x93, 0xe2, 0xcd, 0x57, 0x78, 0x9, 0x26, 0xeb, 0xc4, 0xb5, 0x9a,
    0xae, 0x81, 0xf0, 0xdf, 0x12, 0x3d, 0x4c, 0x63, 0xf9, 0xd6, 0xa7, 0x88, 0x45, 0x6a, 0x1b, 0x34,
    0x73, 0x5c, 0x2d, 0x2, 0xcf, 0xe0, 0x91, 0xbe, 0x24, 0xb, 0x7a, 0x55, 0x98, 0xb7, 0xc6, 0xe9,
    0xdd, 0xf2, 0x83, 0xac, 0x61, 0x4e, 0x3f, 0x10, 0x8a, 0xa5, 0xd4, 0xfb, 0x36, 0x19, 0x68, 0x47,
    0xe6, 0xc9, 0xb8, 0x97, 0x5a, 0x75, 0x4, 0x2b, 0xb1, 0x9e, 0xef, 0xc0, 0xd, 0x22, 0x53, 0x7c,
    0x48, 0x67, 0x16, 0x39, 0xf4, 0xdb, 0xaa, 0x85, 0x1f, 0x30, 0x41, 0x6e, 0xa3, 0x8c, 0xfd, 0xd2,
    0x95, 0xba, 0xcb, 0xe4, 0x29, 0x6, 0x77, 0x58, 0xc2, 0xed, 0x9c, 0xb3, 0x7e, 0x51, 0x20, 0xf,
    0x3b, 0x14, 0x65, 0x4a, 0x87, 0xa8, 0xd9, 0xf6, 0x6c, 0x43, 0x32, 0x1d, 0xd0, 0xff, 0x8e, 0xa1,
    0xe3, 0xcc, 0xbd, 0x92, 0x5f, 0x70, 0x1, 0x2e, 0xb4, 0x9b, 0xea, 0xc5, 0x8, 0x27, 0x56, 0x79,
    0x4d, 0x62, 0x13, 0x3c, 0xf1, 0xde, 0xaf, 0x80, 0x1a, 0x35, 0x44, 0x6b, 0xa6, 0x89, 0xf8, 0xd7,
    0x90, 0xbf, 0xce, 0xe1, 0x2c, 0x3, 0x72, 0x5d, 0xc7, 0xe8, 0x99, 0xb6, 0x7b, 0x54, 0x25, 0xa,
    0x3e, 0x11, 0x60, 0x4f, 0x82, 0xad, 0xdc, 0xf3, 0x69, 0x46, 0x37, 0x18, 0xd5, 0xfa, 0x8b, 0xa4,
    0x5, 0x2a, 0x5b, 0x74, 0xb9, 0x96, 0xe7, 0xc8, 0x52, 0x7d, 0xc, 0x23, 0xee, 0xc1, 0xb0, 0x9f,
    0xab, 0x84, 0xf5, 0xda, 0x17, 0x38, 0x49, 0x66, 0xfc, 0xd3, 0xa2, 0x8d, 0x40, 0x6f, 0x1e, 0x31,
    0x76, 0x59, 0x28, 0x7, 0xca, 0xe5, 0x94, 0xbb, 0x21, 0xe, 0x7f, 0x50, 0x9d, 0xb2, 0xc3, 0xec,
    0xd8, 0xf7, 0x86, 0xa9, 0x64, 0x4b, 0x3a, 0x15, 0x8f, 0xa0, 0xd1, 0xfe, 0x33, 0x1c, 0x6d, 0x42,
};

unsigned char Cal_Crc_LookupTable(unsigned char *ptr, unsigned char len) 
{
    unsigned char  crc = 0x00;
 
    while (len--)
    {
        crc = Crc8_Array[crc ^ *ptr++];
    }
    return (crc);
}

int main()
{
	unsigned char crc, data = 0xc5;
	crc = Crc8_Array[data];
    printf("单字节查表：0x%x \n", crc);
	crc = Cal_Crc_LookupTable(&data, sizeof(data));
    printf("多字节查表：0x%x", crc);
   return 0;
}

4、参考链接

参考链接：https://blog.csdn.net/m0_56208280/article/details/128909691
参考链接：https://blog.csdn.net/d_leo/article/details/73572373

5、补充知识

如图所示的对于caooe采集的每帧报文里面，每帧报文里面有不同的信号

这帧报文里面有8个字节（0 -7）（竖着的），每个字节有8位（横着的），不同的信号占据相同或不同的字节，如图0字节里面有6个信号，每个信号占据一位（比特），一般情况下，6字节和7字节（crc用）分别为counter 和check_sum。