1.crc16-Modbus计算方法

  • crc16-modbus标准
    多项式x16+x15+x2+1（0x8005），初始值0xFFFF，低位在前，高位在后，结果与0x0000异或
    0x8005 = 0001 1000 0000 0000 0101取低16位

  • CRC16的算法原理：
    1.根据CRC16的标准选择初值CRCIn的值。
    2.将数据的第一个字节与CRCIn高8位异或。
    3.判断最高位，若该位为 0 左移一位，若为 1 左移一位再与多项式Hex码异或。
    4.重复第3步，直至8位全部移位计算结束。
    5.重复将所有输入数据操作完成以上步骤，所得16位数即16位CRC校验码。

2.C语言实现

2.1 直接计算CRC

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。Alias：别名及其应用范围。

/****************************Info********************************************** * Name:    CRC-16/MODBUS       x16+x15+x2+1 * Width:  16 * Poly:    0x8005 * Init:    0xFFFF * Refin:   True * Refout:  True * Xorout:  0x0000 * Note: *****************************************************************************/
#if 0
unsigned short CRC16_MODBUS(unsigned char *data, unsigned int datalen)
{unsigned short wCRCin = 0xFFFF;unsigned short wCPoly = 0x8005;unsigned char wChar = 0;while (datalen--)     {wChar = *(data++);InvertUint8(&wChar,&wChar);wCRCin ^= (wChar << 8);for(int i = 0;i < 8;i++){if(wCRCin & 0x8000)wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;elsewCRCin = wCRCin << 1;}}InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);return (wCRCin);
}
#else
unsigned short CRC16_MODBUS(unsigned char *data, unsigned int datalen)
{unsigned short wCRCin = 0xFFFF;unsigned short wCPoly = 0x8005;InvertUint16(&wCPoly,&wCPoly);while (datalen--)    {wCRCin ^= *(data++);for(int i = 0;i < 8;i++){if(wCRCin & 0x01)wCRCin = (wCRCin >> 1) ^ wCPoly;elsewCRCin = wCRCin >> 1;}}return (wCRCin);
}
#endif
/****************************Info********************************************** * Name:    InvertUint8 * Note:   把字节颠倒过来，如0x12变成0x480x12: 0001 00100x48: 0100 1000*****************************************************************************/
void InvertUint8(unsigned char *dBuf,unsigned char *srcBuf)
{int i;unsigned char tmp[4]={0};for(i=0;i< 8;i++){if(srcBuf[0]& (1 << i))tmp[0]|=1<<(7-i);}dBuf[0] = tmp[0];}
void InvertUint16(unsigned short *dBuf,unsigned short *srcBuf)
{int i;unsigned short tmp[4]={0};for(i=0;i< 16;i++){if(srcBuf[0]& (1 << i))tmp[0]|=1<<(15 - i);}dBuf[0] = tmp[0];
}
void InvertUint32(unsigned int *dBuf,unsigned int *srcBuf)
{int i;unsigned int tmp[4]={0};for(i=0;i< 32;i++){if(srcBuf[0]& (1 << i))tmp[0]|=1<<(31 - i);}dBuf[0] = tmp[0];
}

测试.c文件

#include <stdio.h>/****************************Info********************************************** * Name:    InvertUint8 * Note:   把字节颠倒过来，如0x12变成0x480x12: 0001 00100x48: 0100 1000*****************************************************************************/
void InvertUint8(unsigned char *dBuf,unsigned char *srcBuf)
{int i;unsigned char tmp[4]={0};for(i=0;i< 8;i++){if(srcBuf[0]& (1 << i))tmp[0]|=1<<(7-i);}dBuf[0] = tmp[0];}
void InvertUint16(unsigned short *dBuf,unsigned short *srcBuf)
{int i;unsigned short tmp[4]={0};for(i=0;i< 16;i++){if(srcBuf[0]& (1 << i))tmp[0]|=1<<(15 - i);}dBuf[0] = tmp[0];
}/****************************Info********************************************** * Name:    CRC-16/MODBUS       x16+x15+x2+1 * Width:    16 * Poly:    0x8005 * Init:    0xFFFF * Refin:   True * Refout:  True * Xorout:  0x0000 * Note: *****************************************************************************/
#if 0
unsigned short CRC16_MODBUS(unsigned char *data, unsigned int datalen)
{unsigned short wCRCin = 0xFFFF;unsigned short wCPoly = 0x8005;unsigned char wChar = 0;while (datalen--)     {wChar = *(data++);InvertUint8(&wChar,&wChar);wCRCin ^= (wChar << 8);for(int i = 0;i < 8;i++){if(wCRCin & 0x8000)wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;elsewCRCin = wCRCin << 1;}}InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);return (wCRCin);
}
#else
unsigned short CRC16_MODBUS(unsigned char *data, unsigned int datalen)
{unsigned short wCRCin = 0xFFFF;unsigned short wCPoly = 0x8005;InvertUint16(&wCPoly,&wCPoly);while (datalen--)    {wCRCin ^= *(data++);for(int i = 0;i < 8;i++){if(wCRCin & 0x01)wCRCin = (wCRCin >> 1) ^ wCPoly;elsewCRCin = wCRCin >> 1;}}return (wCRCin);
}
#endifunsigned char buf[8] = {0x04,0x01,0x00,0x00,0x00,0x04}; //16位数据的高字节在低位，低字节在高位unsigned short crc16ModbusResult_u16Data;int main(void)
{printf("primary data : %02X %02X %02X %02X %02X %02X\r\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4],buf[5]);crc16ModbusResult_u16Data = CRC16_MODBUS(buf,6);printf("crc16 Modbus Result: %04X\r\n",crc16ModbusResult_u16Data);buf[6] = (unsigned char)(crc16ModbusResult_u16Data&0x00FF);buf[7] = (unsigned char)((crc16ModbusResult_u16Data&0xFF00)>>8);printf("a frame of data : %02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X\r\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4],buf[5],buf[6],buf[7]);return 0;
}

2.2 查长表法

  • 用空间换时间

测试.c文件

#include <stdio.h>/* Table of CRC values for high–order byte */
const unsigned char auchCRCHi[] = {0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40
};/* Table of CRC values for low–order byte */
const unsigned char auchCRCLo[] = {0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4,
0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD,
0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7,
0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE,
0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2,
0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB,
0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91,
0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88,
0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,
0x40
};unsigned short ModBusCRC16(unsigned char *puchMsg,unsigned short usDataLen)
{unsigned char uchCRCHi = 0xFF ; /* high byte of CRC initialized */unsigned char uchCRCLo = 0xFF ; /* low byte of CRC initialized */unsigned char uIndex ;               /* will index into CRC lookup table */while (usDataLen--)             /* pass through message buffer */{uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsg++ ; /* calculate the CRC */uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex] ;uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex] ;}return (uchCRCLo << 8 | uchCRCHi) ;
}unsigned char buf[8] = {0x04,0x01,0x00,0x00,0x00,0x04}; //16位数据的高字节在低位，低字节在高位unsigned short crc16ModbusResult_u16Data;int main(void)
{printf("primary data : %02X %02X %02X %02X %02X %02X\r\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4],buf[5]);crc16ModbusResult_u16Data = ModBusCRC16(buf,6);printf("crc16 Modbus Result: %04X\r\n",crc16ModbusResult_u16Data);buf[6] = (unsigned char)(crc16ModbusResult_u16Data&0x00FF);buf[7] = (unsigned char)((crc16ModbusResult_u16Data&0xFF00)>>8);printf("a frame of data : %02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X\r\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4],buf[5],buf[6],buf[7]);return 0;
}

2.3 查短表法

#include<stdio.h>
const unsigned short crc16ModbusShortTable[] =
{0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00, 0x2800, 0xE401,0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401, 0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400,
};unsigned short crc16Modbus_searchShortTable(const unsigned char* pchMsg, const unsigned short wDataLen)
{unsigned short wCRC = 0xFFFF;unsigned short i;unsigned char ch;for (i = 0; i < wDataLen; i++){ch = *pchMsg++;wCRC = crc16ModbusShortTable[(ch ^ wCRC) & 15] ^ (wCRC >> 4);wCRC = crc16ModbusShortTable[((ch >> 4) ^ wCRC) & 15] ^ (wCRC >> 4);}return wCRC;
}unsigned char buf[8] = {0x04,0x01,0x00,0x00,0x00,0x04}; //16位数据的高字节在低位，低字节在高位unsigned short crc16ModbusResult_u16Data;int main(void)
{printf("primary data : %02X %02X %02X %02X %02X %02X\r\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4],buf[5]);crc16ModbusResult_u16Data = crc16Modbus_searchShortTable(buf,6);printf("crc16 Modbus Result: %04X\r\n",crc16ModbusResult_u16Data);buf[6] = (unsigned char)(crc16ModbusResult_u16Data&0x00FF);buf[7] = (unsigned char)((crc16ModbusResult_u16Data&0xFF00)>>8);printf("a frame of data : %02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X %02X\r\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4],buf[5],buf[6],buf[7]);return 0;
}

3.参考

  • https://blog.csdn.net/leumber/article/details/54311811
  • https://blog.csdn.net/zgrjkflmkyc/article/details/41073435
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/143076567

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