VB下的CRC校驗程序

 

 隨着計算機技術的不斷髮展，在現代工業中，利用微機進行數據通信的工業控制 應用得也愈來愈普遍。 因爲傳輸距離、現場情況等諸多可能出現的因素影響，計算機與受控設備之間的 通信數據常會發生沒法預測的錯誤。爲了防止錯誤所帶來的影響，通常在通信時 採起數據校驗的辦法，而循環冗餘碼校驗是最經常使用的校驗方法之一。在實際使用 的各類現場總線協議中，數據幀的校驗通常都採用這種檢驗方式。 1、 循環冗餘碼校驗原理 　　循環冗餘碼校驗英文名稱爲Cyclical Redundancy Check，簡稱CRC。它是利 用除法及餘數的原理來做錯誤偵測（Error Detecting）的。他將要發送的數據比 特序列看成一個多項式f(x)的係數，發送時用雙方預先約定的生成多項式G(x)去 除，求得一個餘數多項式，將餘數多項式加到數據多項式以後發送到接收端，接 收端一樣用G(x)去除接收到的數據，進行計算，而後把計算結果和實際接收到的 餘數多項式數據進行比較，相同的話表示傳輸正確。CRC校驗檢錯能力強，容易實 現，是目前應用最廣的檢錯碼編碼方式之一。 在國際標準中，根據生成多項式G(x)的不一樣，CRC又可分爲如下幾種標準： 　　①CRC-12碼:    G(x)=X12+X11+X3+X2+X+1 　　②CRC-16碼:    G(x)=X16+X15+X2+1 　　③CRC-CCITT碼: G(x)=X16+X12+X5+1 　　④CRC-32碼:    G(x) =X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X1+X+1 　　CRC-12碼一般用來傳送6-bit字符串。CRC-16及CRC-CCITT碼則用是來傳送8- bit字符，其中CRC-16爲美國採用，而CRC -CCITT爲歐洲國家所採用。CRC-32碼大 都被採用在一種稱爲Point-to-Point的同步傳輸中。下面以最經常使用的CRC-16爲例 來講明其生成過程。 　　CRC-16碼由兩個字節構成，在開始時CRC寄存器的每一位都預置爲1，而後把 CRC寄存器與8-bit的數據進行異或，以後對 CRC寄存器從高到低進行移位，在最 高位（MSB）的位置補零，而最低位（LSB，移位後已經被移出CRC寄存器）若是爲 1，則把寄存器與預約義的多項式碼進行異或，不然若是LSB爲零，則無需進行異 或。重複上述的由高至低的移位8次，第一個8-bit數據處理完畢，用此時CRC寄存 器的值與下一個8- bit數據異或並進行如前一個數據似的8次移位。全部的字符處 理完成後CRC寄存器內的值即爲最終的CRC值。 　　下面爲CRC的計算過程： 　　1．設置CRC寄存器，並給其賦值FFFF(hex)。 　　2．將數據的第一個8-bit字符與16位CRC寄存器的低8位進行異或，並把結果 存入CRC寄存器。 　　3．CRC寄存器向右移一位，MSB補零，移出並檢查LSB。 　　4．若是LSB爲0，重複第三步；若LSB爲1，CRC寄存器與多項式碼相異或。 　　5．重複第3與第4步直到8次移位所有完成。此時一個8-bit數據處理完畢。 　　6．重複第2至第5步直到全部數據所有處理完成。 　　7．最終CRC寄存器的內容即爲CRC值。 2、 循環冗餘碼校驗程序的編寫 　　明白了CRC校驗碼的產生過程，編寫起程序來就很是容易了。因爲Visual  Basic的普遍普及以及其在數據通信中的重要地位，下面就以VB語言來編寫CRC的 生成程序，其它語言只需稍作修改便可。 　　編寫CRC校驗程序有兩種辦法：一種爲計算法，一種爲查表法。一般使用查表 法，尤爲在VB程序中，能夠大大下降CPU的運算時間。下面對兩種方法分別討論。 　　1．計算法 　　計算法就是依據CRC校驗碼的產生原理來設計程序。其優勢是模塊代碼少，修 改靈活，可移植性好。其缺點爲計算量大。爲了便於理解，這裏假定了三位數據 ，而多項式碼爲A001(hex)。 　　在窗體上放置一命令按鈕Command1，並添加以下代碼： 　　Private Sub Command1_Click() 　　　Dim CRC() As Byte 　　　Dim d() As Byte '待傳輸數據 　　　ReDim d(2) As Byte 　　　d(0) = 123 　　　d(1) = 112 　　　d(2) = 135 　　　CRC = CRC16(d) '調用CRC16計算函數 　　　'CRC(0)爲高位 　　　'CRC(1)爲低位 　　End Sub 　　注意：在數據傳輸時CRC的低位可能在前，而高位在後。 　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　　　　　　　　'多項式碼&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) '每個數據與CRC寄存器進行異或 　　　　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 '若是高位字節最後一位爲1 　　　　　　CRC16Lo = CRC16Lo Or &H80　　　'則低位字節右移後前面補1 　　　　　End If　　　　　　　　　　　　　 '不然自動補0 　　　　　If ((SaveLo And &H1) = &H1) Then '若是LSB爲1，則與多項式碼進 行異或 　　　　　　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 　　查表法的優缺點與計算法的正好相反。爲了便於比較，這裏全部的假定與計 算法的徹底相同，都而在窗體上放置一個Command1的按鈕，其代碼部分與上面的 也徹底一致。下面只介紹CRC函數的編寫源代碼。 　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)　　　　'低位處理 　　　　CRC16Hi = GetCRCHi(iIndex)　　　　　　　　　　'高位處理 　　　Next i 　　　Dim ReturnData(1) As Byte 　　　ReturnData(0) = CRC16Hi　　　　'CRC高位 　　　ReturnData(1) = CRC16Lo　　　　'CRC低位 　　　CRC16 = ReturnData 　End Function 　　'CRC低位字節值表 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高位字節值表 　　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