您的位置:

CRC16校验详解

一、CRC16校验原理

CRC(Cyclic Redundancy Check)循环冗余校验,是一种误码检测技术,广泛用于网络数据传输、存储、通讯等领域。

CRC算法基于生成多项式实现,它可以检测出位于传输过程中的任何一个单比特差错,通常可以处理比特差错概率在10^-5数量级的数据。

CRC校验的核心思想是在发送端,增加一个校验位,这个校验位的值是由生成多项式算出,附加在每个帧的末尾;在接收端,对每个帧进行处理,并计算出余数,如果余数为0,则认为数据传输正确。

二、CRC16校验码在线计算

为了方便计算,可以使用在线CRC16校验码计算工具,在输入待校验数据后,系统会自动计算出校验码。

示例代码:

<html>
  <body>
    <form method="post" action="http://www.ip33.com/crc.html">
      <p>输入待校验数据:</p>
      <input type="text" name="data"><br>
      <button type="submit">计算</button>
    </form>
  </body>
</html>

三、CRC16校验码在线计算器

如果需要离线计算校验码,可以使用CRC16在线校验码计算器,该计算器支持多种生成多项式,用于不同的应用场景。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

/* CRC16校验算法 */
uint16_t crc16(uint8_t *data, uint16_t len, uint16_t seed)
{
    const uint16_t polynomial = 0x1021;
    uint16_t crc = seed;

    for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
    {
        crc ^= (uint16_t)data[i] << 8;
        for (uint8_t j = 0; j < 8; j++)
        {
            if (crc & 0x8000)
                crc = (crc << 1) ^ polynomial;
            else
                crc <<= 1;
        }
    }

    return crc;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    uint8_t data[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06};
    uint16_t len = sizeof(data);
    uint16_t seed = 0xFFFF;

    printf("数据: ");
    for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
        printf("%02X ", data[i]);
    printf("\n");

    uint16_t checksum = crc16(data, len, seed);
    printf("校验码: %04X\n", checksum);

    return 0;
}

四、CRC16校验算法C语言

C语言是应用最广泛的编程语言之一,接下来是一段基于C语言实现的CRC16校验算法代码:

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

/* CRC16校验算法 */
uint16_t crc16(uint8_t *data, uint16_t len, uint16_t seed)
{
    const uint16_t polynomial = 0x1021;
    uint16_t crc = seed;

    for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
    {
        crc ^= (uint16_t)data[i] << 8;
        for (uint8_t j = 0; j < 8; j++)
        {
            if (crc & 0x8000)
                crc = (crc << 1) ^ polynomial;
            else
                crc <<= 1;
        }
    }

    return crc;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    uint8_t data[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06};
    uint16_t len = sizeof(data);
    uint16_t seed = 0xFFFF;

    printf("数据: ");
    for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
        printf("%02X ", data[i]);
    printf("\n");

    uint16_t checksum = crc16(data, len, seed);
    printf("校验码: %04X\n", checksum);

    return 0;
}

五、CRC16校验码计算工具

除了在线计算工具和C语言实现,还有一大类的CRC16校验码计算工具可以帮助完成数据校验的计算。

实际使用中,可以在互联网上搜索到大量的CRC16校验工具,例如HashCalc、CRC-16在线校验码计算器等,都是非常实用的工具。

六、CRC16校验码计算公式

CRC16校验码计算公式如下:

$$ CRC_{i+1} = (CRC_i \ll 1) \oplus W_i $$ 其中,$\ll$ 表示左移,$\oplus$ 表示异或运算,$W_i$ 表示数据帧中第 $i$ 个字节的二进制值。

七、CRC16校验码计算器

Verilog是一种硬件描述语言,可以用于数字逻辑电路的设计和仿真。

下面是一个基于Verilog的CRC16校验器实现:

示例代码:

module crc16(
  input clk, // 时钟信号
  input rst, // 复位信号
  input [7:0] din, // 输入数据
  input en, // 使能信号
  output [15:0] dout // 输出校验码
);

  reg [15:0] crc16_reg; // CRC16寄存器
  wire [7:0] data_reg; // 数据寄存器
  assign data_reg = en ? din : 0; // 使能时装入数据

  always @(posedge clk or negedge rst) begin
    if (!rst) begin
      crc16_reg <= 16'hFFFF;
    end else begin
      crc16_reg <= crc16_reg ^ (data_reg << 8);
      for (int i = 0; i < 8; i = i + 1) begin
        if (crc16_reg[15]) begin
          crc16_reg <<= 1;
          crc16_reg[0] = 1;
          crc16_reg[4] = crc16_reg[4] ^ 1;
          crc16_reg[5] = crc16_reg[5] ^ 1;
          crc16_reg[6] = crc16_reg[6] ^ 1;
          crc16_reg[15] = 0;
        end else begin
          crc16_reg <<= 1;
        end
      end
    end
  end

  assign dout = ~crc16_reg;

endmodule

八、CRC16校验LabVIEW开发

LabVIEW是一种用于数据采集、控制和测试等领域的程序设计语言和开发环境。

下面是使用LabVIEW实现CRC16校验的方法:

示例代码:

data_in = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06};

crc16_gen = 16#1021#; // 生成多项式

crc16 = 16#FFFF#; // 初始值

for i = 0 to size(data_in, 1) - 1 do
    crc16 = crc16 xor (data_in[i] << 8);
    for j = 0 to 7 do
        if (crc16 & 16#8000#) then
            crc16 = (crc16 << 1) xor crc16_gen;
        else
            crc16 = crc16 << 1;
        end
    end
end

crc16 = not crc16;

以上就是关于CRC16校验的详细讲解。通过本文,我们了解了关于CRC16校验的相关知识,包括原理、在线计算、算法实现、工具以及LabVIEW开发等方面,相信对于广大工程师在数据传输、存储、通讯等领域的应用具有一定指导作用。