CRC16校验

2016-11-25 09:54:20|?次阅读|上传:jifeng520qq【已有?条评论】发表评论

关键词:Java|来源:唯设编程网

循环校验码(CRC码):是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。

生成CRC码的基本原理:

任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’‘1’取值的多项式一一对应。例如:代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+1,而多项式为x5+x3+x2+x+1对应的代码101111

标准CRC生成多项式如下表:

名称

生成多项式

简记式*

标准引用

CRC-4

 x4+x+1

3

ITU G.704

CRC-8

x8+x5+x4+1

0x31  

 

CRC-8

x8+x2+x1+1

0x07

 

CRC-8

x8+x6+x4+x3+x2+x1

0x5E

 

CRC-12

x12+x11+x3+x+1

80F

 

CRC-16

 x16+x15+x2+1

8005

IBM SDLC

CRC16-CCITT

x16+x12+x5+1

1021

ISO HDLC, ITU X.25,V.34/V.41/V.42, PPP-FCS

CRC-32

x32+x26+x23+...+x2+x+1

04C11DB7

ZIP, RAR, IEEE 802 LAN/FDDI, IEEE 1394, PPP-FCS

CRC-32c

x32+x28+x27+...+x8+x6+1

1EDC6F41

SCTP

3CRC-16校验码的使用:

    现选择最常用的CRC-16校验,说明它的使用方法。

根据Modbus协议,常规485通讯的信息发送形式如下:

   地址  功能码   数据信息  校验码

   1byte   1byte   nbyte    2byte  

CRC校验是前面几段数据内容的校验值,为一个16位数据,发送时,低8位在前,高8为最后。

例如:信息字段代码为: 1011001,校验字段为:1010

发送方:发出的传输字段为 1 0 1 1 0 0 1 1 0 10

                          信息字段       校验字段

接收方:使用相同的计算方法计算出信息字段的校验码,对比接收到的实际校验码,如果相等及信息正确,不相等则信息错误;或者将接受到的所有信息除多项式,如果能够除尽,则信息正确。

4CRC-16校验码计算方法:

常用查表法和计算法。计算方法一般都是:
1)、预置116位的寄存器为十六进制FFFF(即全为1),称此寄存器为CRC寄存器;
2)、把第一个8位二进制数据(既通讯信息帧的第一个字节)与16位的CRC寄存器的低
       8位相异或,把结果放于CRC寄存器,高八位数据不变;
3)、把CRC寄存器的内容右移一位(朝低位)用0填补最高位,并检查右移后的移出位;
4)、如果移出位为0:重复第3步(再次右移一位);如果移出位为1CRC寄存器与多

    项式A0011010 0000 0000 0001)进行异或;
5)、重复步骤34,直到右移8次,这样整个8位数据全部进行了处理;
6)、重复步骤2到步骤5,进行通讯信息帧下一个字节的处理;
7)、将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后,得到的16CRC寄存器的高、低
       字节进行交换;
8)、最后得到的CRC寄存器内容即为:CRC码。

以上计算步骤中的多项式A0018005按位颠倒后的结果。

查表法是将移位异或的计算结果做成了一个表,就是将0~256放入一个长度为16位的寄存器中的低八位,高八位填充0,然后将该寄存器与多项式0XA001按照上述34步骤,直到八位全部移出,最后寄存器中的值就是表格中的数据,高八位、低八位分别单独一个表。

 
 
5、提供一个经典的java程序示例(验证通过)
import java.util.Arrays;
 
public class CRC16M {
static final String HEXES = "0123456789ABCDEF";
byte uchCRCHi = (byte) 0xFF;
byte uchCRCLo = (byte) 0xFF;
private static byte[] auchCRCHi = { 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01,
(byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01,
(byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80,
(byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01,
(byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80,
(byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01,
(byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80,
(byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80,
(byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40 };
 
private static byte[] auchCRCLo = { (byte) 0x00, (byte) 0xC0, (byte) 0xC1,
(byte) 0x01, (byte) 0xC3, (byte) 0x03, (byte) 0x02, (byte) 0xC2,
(byte) 0xC6, (byte) 0x06, (byte) 0x07, (byte) 0xC7, (byte) 0x05,
(byte) 0xC5, (byte) 0xC4, (byte) 0x04, (byte) 0xCC, (byte) 0x0C,
(byte) 0x0D, (byte) 0xCD, (byte) 0x0F, (byte) 0xCF, (byte) 0xCE,
(byte) 0x0E, (byte) 0x0A, (byte) 0xCA, (byte) 0xCB, (byte) 0x0B,
(byte) 0xC9, (byte) 0x09, (byte) 0x08, (byte) 0xC8, (byte) 0xD8,
(byte) 0x18, (byte) 0x19, (byte) 0xD9, (byte) 0x1B, (byte) 0xDB,
(byte) 0xDA, (byte) 0x1A, (byte) 0x1E, (byte) 0xDE, (byte) 0xDF,
(byte) 0x1F, (byte) 0xDD, (byte) 0x1D, (byte) 0x1C, (byte) 0xDC,
(byte) 0x14, (byte) 0xD4, (byte) 0xD5, (byte) 0x15, (byte) 0xD7,
(byte) 0x17, (byte) 0x16, (byte) 0xD6, (byte) 0xD2, (byte) 0x12,
(byte) 0x13, (byte) 0xD3, (byte) 0x11, (byte) 0xD1, (byte) 0xD0,
(byte) 0x10, (byte) 0xF0, (byte) 0x30, (byte) 0x31, (byte) 0xF1,
(byte) 0x33, (byte) 0xF3, (byte) 0xF2, (byte) 0x32, (byte) 0x36,
(byte) 0xF6, (byte) 0xF7, (byte) 0x37, (byte) 0xF5, (byte) 0x35,
(byte) 0x34, (byte) 0xF4, (byte) 0x3C, (byte) 0xFC, (byte) 0xFD,
(byte) 0x3D, (byte) 0xFF, (byte) 0x3F, (byte) 0x3E, (byte) 0xFE,
(byte) 0xFA, (byte) 0x3A, (byte) 0x3B, (byte) 0xFB, (byte) 0x39,
(byte) 0xF9, (byte) 0xF8, (byte) 0x38, (byte) 0x28, (byte) 0xE8,
(byte) 0xE9, (byte) 0x29, (byte) 0xEB, (byte) 0x2B, (byte) 0x2A,
(byte) 0xEA, (byte) 0xEE, (byte) 0x2E, (byte) 0x2F, (byte) 0xEF,
(byte) 0x2D, (byte) 0xED, (byte) 0xEC, (byte) 0x2C, (byte) 0xE4,
(byte) 0x24, (byte) 0x25, (byte) 0xE5, (byte) 0x27, (byte) 0xE7,
(byte) 0xE6, (byte) 0x26, (byte) 0x22, (byte) 0xE2, (byte) 0xE3,
(byte) 0x23, (byte) 0xE1, (byte) 0x21, (byte) 0x20, (byte) 0xE0,
(byte) 0xA0, (byte) 0x60, (byte) 0x61, (byte) 0xA1, (byte) 0x63,
(byte) 0xA3, (byte) 0xA2, (byte) 0x62, (byte) 0x66, (byte) 0xA6,
(byte) 0xA7, (byte) 0x67, (byte) 0xA5, (byte) 0x65, (byte) 0x64,
(byte) 0xA4, (byte) 0x6C, (byte) 0xAC, (byte) 0xAD, (byte) 0x6D,
(byte) 0xAF, (byte) 0x6F, (byte) 0x6E, (byte) 0xAE, (byte) 0xAA,
(byte) 0x6A, (byte) 0x6B, (byte) 0xAB, (byte) 0x69, (byte) 0xA9,
(byte) 0xA8, (byte) 0x68, (byte) 0x78, (byte) 0xB8, (byte) 0xB9,
(byte) 0x79, (byte) 0xBB, (byte) 0x7B, (byte) 0x7A, (byte) 0xBA,
(byte) 0xBE, (byte) 0x7E, (byte) 0x7F, (byte) 0xBF, (byte) 0x7D,
(byte) 0xBD, (byte) 0xBC, (byte) 0x7C, (byte) 0xB4, (byte) 0x74,
(byte) 0x75, (byte) 0xB5, (byte) 0x77, (byte) 0xB7, (byte) 0xB6,
(byte) 0x76, (byte) 0x72, (byte) 0xB2, (byte) 0xB3, (byte) 0x73,
(byte) 0xB1, (byte) 0x71, (byte) 0x70, (byte) 0xB0, (byte) 0x50,
(byte) 0x90, (byte) 0x91, (byte) 0x51, (byte) 0x93, (byte) 0x53,
(byte) 0x52, (byte) 0x92, (byte) 0x96, (byte) 0x56, (byte) 0x57,
(byte) 0x97, (byte) 0x55, (byte) 0x95, (byte) 0x94, (byte) 0x54,
(byte) 0x9C, (byte) 0x5C, (byte) 0x5D, (byte) 0x9D, (byte) 0x5F,
(byte) 0x9F, (byte) 0x9E, (byte) 0x5E, (byte) 0x5A, (byte) 0x9A,
(byte) 0x9B, (byte) 0x5B, (byte) 0x99, (byte) 0x59, (byte) 0x58,
(byte) 0x98, (byte) 0x88, (byte) 0x48, (byte) 0x49, (byte) 0x89,
(byte) 0x4B, (byte) 0x8B, (byte) 0x8A, (byte) 0x4A, (byte) 0x4E,
(byte) 0x8E, (byte) 0x8F, (byte) 0x4F, (byte) 0x8D, (byte) 0x4D,
(byte) 0x4C, (byte) 0x8C, (byte) 0x44, (byte) 0x84, (byte) 0x85,
(byte) 0x45, (byte) 0x87, (byte) 0x47, (byte) 0x46, (byte) 0x86,
(byte) 0x82, (byte) 0x42, (byte) 0x43, (byte) 0x83, (byte) 0x41,
(byte) 0x81, (byte) 0x80, (byte) 0x40 };
 
public int value;
 
public CRC16M() {
value = 0;
 
}
 
public void update(byte[] puchMsg, int usDataLen) {
 
int uIndex;
// int i = 0;
for (int i = 0; i < usDataLen; i++) {
uIndex = (uchCRCHi ^ puchMsg[i]) & 0xff;
 
uchCRCHi = (byte) (uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex]);
uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex];
}
value = ((((int) uchCRCHi) << 8 | (((int) uchCRCLo) & 0xff))) & 0xffff;
 
return;
}
 
public void reset() {
value = 0;
uchCRCHi = (byte) 0xff;
uchCRCLo = (byte) 0xff;
}
 
public int getValue() {
return value;
}
 
private static byte uniteBytes(byte src0, byte src1) {
byte _b0 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src0 }))
.byteValue();
_b0 = (byte) (_b0 << 4);
byte _b1 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src1 }))
.byteValue();
byte ret = (byte) (_b0 ^ _b1);
return ret;
}
 
public static byte[] HexString2Buf(String src) {
int len = src.length();
byte[] ret = new byte[len / 2+2];
byte[] tmp = src.getBytes();
for (int i = 0; i < len; i += 2) {
ret[i / 2] = uniteBytes(tmp[i], tmp[i + 1]);
}
return ret;
}
 
public static byte[] getSendBuf(byte[] bb){
CRC16M crc16 = new CRC16M();
crc16.update(bb, bb.length-2);
int ri = crc16.getValue();
bb[bb.length-1]=(byte) (0xff & ri);
bb[bb.length-2]=(byte) ((0xff00 & ri) >> 8);
return bb;
}
 
public static byte[] getSendBuf(String toSend){
byte[] bb = HexString2Buf(toSend);
CRC16M crc16 = new CRC16M();
crc16.update(bb, bb.length-2);
int ri = crc16.getValue();
bb[bb.length-1]=(byte) (0xff & ri);
bb[bb.length-2]=(byte) ((0xff00 & ri) >> 8);
return bb;
}
 
/*
* 传入字符
* 只获取crc的两位字节数
*/
public static byte[] getCRC(String toSend) {
byte[] bb = HexString2Buf(toSend);
 
CRC16M crc16 = new CRC16M();
crc16.update(bb, bb.length-2);
int ri = crc16.getValue();
 
byte[] crc=new byte[2];
crc[0] = (byte) (0xff & ri);
crc[1] = (byte) ((0xff00 & ri) >> 8);
 
return crc;
}
 
/*
* 传入byte类型数组
* 只获取crc的两位字节数
*/
public static byte[] getCRC(byte[] bb) {
CRC16M crc16 = new CRC16M();
crc16.update(bb, bb.length-2);
int ri = crc16.getValue();
 
byte[] crc=new byte[2];
crc[0] = (byte) (0xff & ri);
crc[1] = (byte) ((0xff00 & ri) >> 8);
 
return crc;
}
/*
* 传入字符�?
* 获取short类型的crc
*/
public static short getCRC2(String toSend) {
byte[] bb = HexString2Buf(toSend);
 
CRC16M crc16 = new CRC16M();
crc16.update(bb, bb.length-2);
int ri = crc16.getValue();
 
byte[] crc=new byte[2];
crc[0] = (byte) (0xff & ri);
crc[1] = (byte) ((0xff00 & ri) >> 8);
 
short s=bytes2short(crc);
return s;
}
 
    /*
     * 获取crc校验的byte形式
     */
    public static byte[] crc16Bytes(byte[] data) {
        return CRC16M.getCRC(data);
//         short2bytes(crc16Short(data));
    }
    /*
     * 获取crc校验的short形式
     */
    public static short crc16Short(byte[] data) {
        return bytes2short(crc16Bytes(data));
    }
    
    /*
     * 将short转byte[]
     */
    public static byte[] short2bytes(short s) {
        byte[] bytes = new byte[2];
        for (int i = 1; i >= 0; i--) {
            bytes[i] = (byte)(s % 256);
            s >>= 8;
        }
        return bytes;
    }
    /*
     * 将byte[]转short
     */
    public static short bytes2short(byte[] bytes) {
        short s = (short)(bytes[1] & 0xFF);
        s |= (bytes[0] << 8) & 0xFF00;
        return s;
    }
 
 
public static boolean checkBuf(byte[] bb){
CRC16M crc16 = new CRC16M();
crc16.update(bb, bb.length-2);
int ri = crc16.getValue();
 
 
if(bb[bb.length-1]==(byte)(ri&0xff) 
&& bb[bb.length-2]==(byte) ((0xff00 & ri) >> 8))
return true;
return false;
}
public static String getBufHexStr(byte[] raw){
   if ( raw == null ) {
     return null;
   }
   final StringBuilder hex = new StringBuilder( 2 * raw.length );
   for ( final byte b : raw ) {
     hex.append(HEXES.charAt((b & 0xF0) >> 4))
        .append(HEXES.charAt((b & 0x0F)));
   }
   return hex.toString();
}
 
 
public static void main(String[] args) {    
 
   String toSend="3132333435360000000000000000000062697473686172650000000000000000";
//1、将字符串转成对应的byte[]  CRC16M
byte[] bb = CRC16M.HexString2Buf(toSend);
System.out.println(Arrays.toString(bb));
 
//2、生成crc校验码的byte[]形式 (十进制数字)
    byte[] crc9 = CRC16M.getSendBuf(toSend);
     System.out.println(Arrays.toString(crc9));
     
    System.out.println("-------------------------");
     
     
// //3、获取crc校验的byte形式
byte[] crc = CRC16M.getCRC(toSend);//传字符串转crc码
    System.out.println(Arrays.toString(crc));
    
//     byte[] crc = CRC16M.crc16Bytes(bb);//直接传byte[]的到crc码
//     System.out.println(Arrays.toString(crc));
    
//     
    //获取crc校验的short形式
short crc2 = CRC16M.getCRC2(toSend);//传字符串转crc码
    System.out.println(crc2);
    
//     short crc2= CRC16M.crc16Short(bb);//直接传byte[]的到crc码
//     System.out.println(crc2);
    
    //十六进制显示crc码
    System.out.println(Integer.toHexString(crc2));
    System.out.println("-------------------------");
    
    
//     //4、原字符串(十六进制形式)
     System.out.println(CRC16M.getBufHexStr(bb));
//      //加上crc16码的字符串
     System.out.println(CRC16M.getBufHexStr(crc9));
     
 
     System.out.println("-------------------------");
     
//5、判断crc16校验码是否正确
     System.out.println(CRC16M.checkBuf(bb));//false
     System.out.println(CRC16M.checkBuf(crc9));//true
 
}
 
}
发表评论0条 】
网友评论(共?条评论)..
CRC16校验