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VB下的CRC校验程序  

2007-07-05 13:59:34|  分类: VB和VBA知识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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VB下的CRC校验程序

 随着计算机技术的不断发展,在现代工业中,利用微机进行数据通讯的工业控制

应用得也越来越广泛。
由于传输距离、现场状况等诸多可能出现的因素影响,计算机与受控设备之间的

通讯数据常会发生无法预测的错误。为了防止错误所带来的影响,一般在通讯时

采取数据校验的办法,而循环冗余码校验是最常用的校验方法之一。在实际使用

的各种现场总线协议中,数据帧的校验一般都采用这种检验方式。

一、 循环冗余码校验原理

  循环冗余码校验英文名称为Cyclical Redundancy Check,简称CRC。它是利

用除法及余数的原理来作错误侦测(Error Detecting)的。他将要发送的数据比

特序列当作一个多项式f(x)的系数,发送时用双方预先约定的生成多项式G(x)去

除,求得一个余数多项式,将余数多项式加到数据多项式之后发送到接收端,接

收端同样用G(x)去除接收到的数据,进行计算,然后把计算结果和实际接收到的

余数多项式数据进行比较,相同的话表示传输正确。CRC校验检错能力强,容易实

现,是目前应用最广的检错码编码方式之一。
在国际标准中,根据生成多项式G(x)的不同,CRC又可分为以下几种标准:
  ①CRC-12码:    G(x)=X12+X11+X3+X2+X+1
  ②CRC-16码:    G(x)=X16+X15+X2+1
  ③CRC-CCITT码: G(x)=X16+X12+X5+1
  ④CRC-32码:    G(x)

=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X1+X+1
  CRC-12码通常用来传送6-bit字符串。CRC-16及CRC-CCITT码则用是来传送8-

bit字符,其中CRC-16为美国采用,而CRC -CCITT为欧洲国家所采用。CRC-32码大

都被采用在一种称为Point-to-Point的同步传输中。下面以最常用的CRC-16为例

来说明其生成过程。
  CRC-16码由两个字节构成,在开始时CRC寄存器的每一位都预置为1,然后把

CRC寄存器与8-bit的数据进行异或,之后对 CRC寄存器从高到低进行移位,在最

高位(MSB)的位置补零,而最低位(LSB,移位后已经被移出CRC寄存器)如果为

1,则把寄存器与预定义的多项式码进行异或,否则如果LSB为零,则无需进行异

或。重复上述的由高至低的移位8次,第一个8-bit数据处理完毕,用此时CRC寄存

器的值与下一个8- bit数据异或并进行如前一个数据似的8次移位。所有的字符处

理完成后CRC寄存器内的值即为最终的CRC值。
  下面为CRC的计算过程:
  1.设置CRC寄存器,并给其赋值FFFF(hex)。
  2.将数据的第一个8-bit字符与16位CRC寄存器的低8位进行异或,并把结果

存入CRC寄存器。
  3.CRC寄存器向右移一位,MSB补零,移出并检查LSB。
  4.如果LSB为0,重复第三步;若LSB为1,CRC寄存器与多项式码相异或。
  5.重复第3与第4步直到8次移位全部完成。此时一个8-bit数据处理完毕。
  6.重复第2至第5步直到所有数据全部处理完成。
  7.最终CRC寄存器的内容即为CRC值。

二、 循环冗余码校验程序的编写

  明白了CRC校验码的产生过程,编写起程序来就非常容易了。由于Visual

Basic的广泛普及以及其在数据通讯中的重要地位,下面就以VB语言来编写CRC的

生成程序,其它语言只需稍做修改即可。
  编写CRC校验程序有两种办法:一种为计算法,一种为查表法。通常使用查表

法,尤其在VB程序中,可以大大降低CPU的运算时间。下面对两种方法分别讨论。

  1.计算法
  计算法就是依据CRC校验码的产生原理来设计程序。其优点是模块代码少,修

改灵活,可移植性好。其缺点为计算量大。为了便于理解,这里假定了三位数据

,而多项式码为A001(hex)。
  在窗体上放置一命令按钮Command1,并添加如下代码:

  Private Sub Command1_Click()
   Dim CRC() As Byte
   Dim d() As Byte '待传输数据
   ReDim d(2) As Byte
   d(0) = 123
   d(1) = 112
   d(2) = 135
   CRC = CRC16(d) '调用CRC16计算函数
   'CRC(0)为高位
   'CRC(1)为低位
  End Sub
  注意:在数据传输时CRC的低位可能在前,而高位在后。

  Function CRC16(data() As Byte) As String
   Dim CRC16Lo As Byte, CRC16Hi As Byte   'CRC寄存器
   Dim CL As Byte, CH As Byte        '多项式码&HA001
   Dim SaveHi As Byte, SaveLo As Byte
   Dim i As Integer
   Dim Flag As Integer
   CRC16Lo = &HFF
   CRC16Hi = &HFF
   CL = &H1
   CH = &HA0
   For i = 0 To UBound(data)
    CRC16Lo = CRC16Lo Xor data(i) '每一个数据与CRC寄存器进行异或
    For Flag = 0 To 7
     SaveHi = CRC16Hi
     SaveLo = CRC16Lo
     CRC16Hi = CRC16Hi \ 2      '高位右移一位
     CRC16Lo = CRC16Lo \ 2      '低位右移一位
     If ((SaveHi And &H1) = &H1) Then '如果高位字节最后一位为1
      CRC16Lo = CRC16Lo Or &H80   '则低位字节右移后前面补1
     End If              '否则自动补0
     If ((SaveLo And &H1) = &H1) Then '如果LSB为1,则与多项式码进

行异或
      CRC16Hi = CRC16Hi Xor CH
      CRC16Lo = CRC16Lo Xor CL
     End If
    Next Flag
   Next i
   Dim ReturnData(1) As Byte
   ReturnData(0) = CRC16Hi       'CRC高位
   ReturnData(1) = CRC16Lo       'CRC低位
   CRC16 = ReturnData
  End Function

  2.查表法
  查表法的优缺点与计算法的正好相反。为了便于比较,这里所有的假定与计

算法的完全相同,都而在窗体上放置一个Command1的按钮,其代码部分与上面的

也完全一致。下面只介绍CRC函数的编写源代码。

  Private Function CRC16(data() As Byte) As String
   Dim CRC16Hi As Byte
   Dim CRC16Lo As Byte
   CRC16Hi = &HFF
   CRC16Lo = &HFF
   Dim i As Integer
   Dim iIndex As Long
   For i = 0 To UBound(data)
    iIndex = CRC16Lo Xor data(i)
    CRC16Lo = CRC16Hi Xor GetCRCLo(iIndex)    '低位处理
    CRC16Hi = GetCRCHi(iIndex)          '高位处理
   Next i
   Dim ReturnData(1) As Byte
   ReturnData(0) = CRC16Hi    'CRC高位
   ReturnData(1) = CRC16Lo    'CRC低位
   CRC16 = ReturnData
  End Function

  'CRC低位字节值表
  Function GetCRCLo(Ind As Long) As Byte
   GetCRCLo = Choose(Ind + 1, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1,

&H81, &H40, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H1, &HC0, _
&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H0, &HC1,

&H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40, &H1, &HC0, &H80, &H41, &H1, &HC0,

&H80, &H41, &H0, &HC1, &H81, &H40)
  End Function

  'CRC高位字节值表
  Function GetCRCHi(Ind As Long) As Byte
   GetCRCHi = Choose(Ind + 1, &H0, &HC0, &HC1, &H1, &HC3, &H3, &H2,

&HC2, &HC6, &H6, &H7, &HC7, &H5, &HC5, &HC4, &H4, &HCC, &HC, &HD, &HCD,

&HF, &HCF, &HCE, &HE, &HA, &HCA, &HCB, &HB, &HC9, &H9, &H8, &HC8, &HD8,

&H18, &H19, &HD9, &H1B, &HDB, &HDA, &H1A, &H1E, &HDE, &HDF, &H1F, &HDD,

&H1D, &H1C, &HDC, &H14, &HD4, &HD5, &H15, &HD7, &H17, &H16, &HD6, &HD2,

&H12, &H13, &HD3, &H11, &HD1, &HD0, &H10, &HF0, &H30, &H31, &HF1, &H33,

&HF3, &HF2, &H32, &H36, &HF6, &HF7, &H37, &HF5, &H35, &H34, &HF4, &H3C,

&HFC, &HFD, &H3D, &HFF, &H3F, &H3E, &HFE, &HFA, &H3A, &H3B, &HFB, &H39,

&HF9, &HF8, &H38, &H28, &HE8, &HE9, &H29, &HEB, &H2B, &H2A, &HEA, &HEE,

&H2E, &H2F, &HEF, &H2D, &HED, &HEC, &H2C, &HE4, &H24, &H25, &HE5, &H27,

&HE7, &HE6, &H26, &H22, &HE2, &HE3, &H23, &HE1, &H21, &H20, &HE0, &HA0,

&H60, _
&H61, &HA1, &H63, &HA3, &HA2, &H62, &H66, &HA6, &HA7, &H67, &HA5, &H65,

&H64, &HA4, &H6C, &HAC, &HAD, &H6D, &HAF, &H6F, &H6E, &HAE, &HAA, &H6A,

&H6B, &HAB, &H69, &HA9, &HA8, &H68, &H78, &HB8, &HB9, &H79, &HBB, &H7B,

&H7A, &HBA, &HBE, &H7E, &H7F, &HBF, &H7D, &HBD, &HBC, &H7C, &HB4, &H74,

&H75, &HB5, &H77, &HB7, &HB6, &H76, &H72, &HB2, &HB3, &H73, &HB1, &H71,

&H70, &HB0, &H50, &H90, &H91, &H51, &H93, &H53, &H52, &H92, &H96, &H56,

&H57, &H97, &H55, &H95, &H94, &H54, &H9C, &H5C, &H5D, &H9D, &H5F, &H9F,

&H9E, &H5E, &H5A, &H9A, &H9B, &H5B, &H99, &H59, &H58, &H98, &H88, &H48,

&H49, &H89, &H4B, &H8B, &H8A, &H4A, &H4E, &H8E, &H8F, &H4F, &H8D, &H4D,

&H4C, &H8C, &H44, &H84, &H85, &H45, &H87, &H47, &H46, &H86, &H82, &H42,

&H43, &H83, &H41, &H81, &H80, &H40)
  End Function
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