隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能日益強大，由于傳輸距離、現(xiàn)場狀況等諸多可能出現(xiàn)的因素的影響，計算機與受控設(shè)備之間的通訊數(shù)據(jù)常會發(fā)生無法預(yù)測的錯誤。為了防止錯誤所帶來的影響，在數(shù)據(jù)的接收端必須進行差錯校驗。雖然差錯校驗也可以完全由硬件來承擔(dān)，但由于單片機和PC都具有很強的軟件編程能力，這就為實施軟件的差錯校驗提供了前提條件，而軟件的差錯校驗有經(jīng)濟實用并且不增加硬件開銷的優(yōu)點。

　　1 CRC法的原理

　　傳統(tǒng)的差錯檢驗法有：奇偶校驗法，校驗和法，行列冗余校驗法等。這些方法都是在數(shù)據(jù)后面加一定數(shù)量的冗余位同時發(fā)送出去，例如在單片機的通訊方式2和3中，TB8就可以作為奇偶校驗位同數(shù)據(jù)一起發(fā)送出去，在數(shù)據(jù)的接收端通過對數(shù)據(jù)信息進行比較、判別或簡單的求和運算，然后將所得和接收到的冗余位進行比較，若相等就認(rèn)為數(shù)據(jù)接收正確，否則就認(rèn)為數(shù)據(jù)傳送過程中出現(xiàn)錯誤。但是冗余位只能反映數(shù)據(jù)行或列的奇偶情況，所以這 類檢驗方法對數(shù)據(jù)行或列的偶數(shù)個錯誤不敏感，漏判的概率很高。因此，此種方法的可靠性 就差。

　　循環(huán)冗余碼校驗英文名稱為Cyclical Redundancy Check，簡稱CRC。它是利用除法及余數(shù) 的原理來作錯誤偵測(Error Detecting)的。實際應(yīng)用時，發(fā)送裝置計算出CRC值并隨數(shù)據(jù)一同發(fā)送給接收裝置，接收裝置對收到的數(shù)據(jù)重新計算CRC并與收到的CRC相比較，若兩個CR C值不同，則說明數(shù)據(jù)通訊出現(xiàn)錯誤。由于這種方法取得校驗碼的方式具有很強的信息覆蓋能力，所以它是一種效率極高的錯誤校驗法。錯誤的概率幾乎為零。在很多的儀器設(shè)備中都 采用這種冗余校驗的通訊規(guī)約。

　　根據(jù)應(yīng)用環(huán)境與習(xí)慣的不同，CRC又可分為以下幾種標(biāo)準(zhǔn)：

　?、?CRC-12碼;② CRC-16碼;

　?、?CRC-CCITT碼;④ CRC-32碼。

　　CRC-12碼通常用來傳送6-bit字符串。?CRC-16?及CRC-CCITT碼則是用來傳送8-b it字符，其中CRC-16為美國采用，而CRC-CCITT為歐洲國家所采用。CRC-32碼大都被采用在一種稱為Point-to-Point的同步傳輸中。

　　2 CRC校驗碼的生成過程

　　我們以最常用的CRC-16碼作為例子進行說明。

　　冗余循環(huán)碼包括2個字節(jié)，即16位二進制數(shù)。先預(yù)置16位寄存器全部為1，再逐 步把每8位的數(shù)據(jù)信息進行處理。在進行CRC計算時只用8位數(shù)據(jù)位，起始位和停止位，如有奇偶校驗位的話也包括奇偶校驗位，都不參與CRC計算。

　　在計算CRC碼時，8位數(shù)據(jù)與寄存器的數(shù)據(jù)相異或，得到的數(shù)據(jù)向低位移一位，用 0填補最高位，再檢查最低位。如果最低位為1，把寄存器的內(nèi)容與預(yù)置數(shù)相異或;若最低位為0，則不進行異或計算。

　　這個過程一直重復(fù)8次，第8次移位后，下一個8位數(shù)據(jù)再與現(xiàn)在寄存器中的內(nèi)容 相異或，這個過程和以上一樣重復(fù)8次。當(dāng)所有的信息處理完后，最后寄存器中的內(nèi)容即為CRC碼。這個CRC碼將由發(fā)送設(shè)備跟在數(shù)據(jù)的最后一起發(fā)送。

　　計算CRC的步驟為：

　　(1)預(yù)置16位寄存器位十六進制數(shù)FFFF(即全為1)。稱此寄存器位CRC寄存器。

　　(2)把第一個8位數(shù)據(jù)與16位寄存器的低位相異或，將結(jié)果放于CRC寄存器中;

　　(3)把寄存器的內(nèi)容右移一位(朝低位)，用0填補最高位，檢查最低位;

　　(4)如果最低位為0，重復(fù)第三步(再次移位);

　　如果最低位為1，CRC寄存器與多項式碼進行異或;

　　(5)重復(fù)步驟3和4，直到右移8次，這樣整個8位數(shù)據(jù)全部進行了處理;

　　(6)重復(fù)步驟2到5，進行下一個8位數(shù)據(jù)的處理;

　　(7)最后得到的CRC寄存器即為CRC碼。

　　3 CRC軟件實現(xiàn)

　　/*************************************************

　　函數(shù)功能：求CRC16校驗值程函數(shù)

　　修改日期：2006.7.4

　　待修改： OK

　　參數(shù)： *STr指向txbuf，待發(fā)送數(shù)組;

　　num為報文字節(jié)數(shù)

　　最后計算結(jié)果為2字節(jié)數(shù)。

　　MODBUS傳輸時，CRC低位在前，crc%256求低位;

　　高位在后，crc/256求高位。?*************************************************/

　　uint crc16(uchar *str,uint num) //CRC計算子程序，

　　{

　　uchar i;

　　//uint crc;

　　crc=0xffff;

　　for (i=0; i {

　　arc= (str[i] ^ crc) & 0x00ff;

　　crc=_irol_(crc,8); 　　　　　　　　　　//整形循環(huán)右移指令

　　crc= crc & 0x00ff;

　　crc= crc ^ crctable[arc];

　　}

　　return(crc);

　　}

　　/**************************************************************************

　　函數(shù)功能：CRC校驗程函數(shù)

　　修改日期：2006.7.4

　　待修改： OK

　　參數(shù)： N為報文字節(jié)數(shù)，rxbuf[]為接收報文區(qū)

　　如果最后計算結(jié)果CRC==0，說明報文在傳輸過程中正確

　　**************************************************************************/

　　void crc_verify(uchar N) //CRC校驗程序

　　{

　　uchar i;

　　crc = 0xFFFF; //modbus_crc 初值

　　for (i=0; i<=7;i++ ) //CRC校驗方式 可以做一個子程序來處理

　　{

　　arc= (rxbuf[i] ^ crc) & 0x00FF; //xor

　　crc=_irol_(crc,8); //整形循環(huán)右移指令

　　crc= crc & 0x00FF;

　　crc= crc ^ crctable[arc]; //xor

　　_nop_();

　　}

　　}

　　uint code crctable[]={ //CRC計算用表

　　0x0000,0xC0C1,0xC181,0x0140,0xC301,0x03C0,0x0280,0xC241,

　　0xC601,0x06C0,0x0780,0xC741,0x0500,0xC5C1,0xC481,0x0440,

　　0xCC01,0x0CC0,0x0D80,0xCD41,0x0F00,0xCFC1,0xCE81,0x0E40,

　　0x0A00,0xCAC1,0xCB81,0x0B40,0xC901,0x09C0,0x0880,0xC841,

　　0xD801,0x18C0,0x1980,0xD941,0x1B00,0xDBC1,0xDA81,0x1A40,

　　0x1E00,0xDEC1,0xDF81,0x1F40,0xDD01,0x1DC0,0x1C80,0xDC41,

　　0x1400,0xD4C1,0xD581,0x1540,0xD701,0x17C0,0x1680,0xD641,

　　0xD201,0x12C0,0x1380,0xD341,0x1100,0xD1C1,0xD081,0x1040,

　　0xF001,0x30C0,0x3180,0xF141,0x3300,0xF3C1,0xF281,0x3240,

　　0x3600,0xF6C1,0xF781,0x3740,0xF501,0x35C0,0x3480,0xF441,

　　0x3C00,0xFCC1,0xFD81,0x3D40,0xFF01,0x3FC0,0x3E80,0xFE41,

　　0xFA01,0x3AC0,0x3B80,0xFB41,0x3900,0xF9C1,0xF881,0x3840,

　　0x2800,0xE8C1,0xE981,0x2940,0xEB01,0x2BC0,0x2A80,0xEA41,

　　0xEE01,0x2EC0,0x2F80,0xEF41,0x2D00,0xEDC1,0xEC81,0x2C40,

　　0xE401,0x24C0,0x2580,0xE541,0x2700,0xE7C1,0xE681,0x2640,

　　0x2200,0xE2C1,0xE381,0x2340,0xE101,0x21C0,0x2080,0xE041,

　　0xA001,0x60C0,0x6180,0xA141,0x6300,0xA3C1,0xA281,0x6240,

　　0x6600,0xA6C1,0xA781,0x6740,0xA501,0x65C0,0x6480,0xA441,

　　0x6C00,0xACC1,0xAD81,0x6D40,0xAF01,0x6FC0,0x6E80,0xAE41,

　　0xAA01,0x6AC0,0x6B80,0xAB41,0x6900,0xA9C1,0xA881,0x6840,

　　0x7800,0xB8C1,0xB981,0x7940,0xBB01,0x7BC0,0x7A80,0xBA41,

　　0xBE01,0x7EC0,0x7F80,0xBF41,0x7D00,0xBDC1,0xBC81,0x7C40,

　　0xB401,0x74C0,0x7580,0xB541,0x7700,0xB7C1,0xB681,0x7640,

　　0x7200,0xB2C1,0xB381,0x7340,0xB101,0x71C0,0x7080,0xB041,

　　0x5000,0x90C1,0x9181,0x5140,0x9301,0x53C0,0x5280,0x9241,

　　0x9601,0x56C0,0x5780,0x9741,0x5500,0x95C1,0x9481,0x5440,

　　0x9C01,0x5CC0,0x5D80,0x9D41,0x5F00,0x9FC1,0x9E81,0x5E40,

　　0x5A00,0x9AC1,0x9B81,0x5B40,0x9901,0x59C0,0x5880,0x9841,

　　0x8801,0x48C0,0x4980,0x8941,0x4B00,0x8BC1,0x8A81,0x4A40,

　　0x4E00,0x8EC1,0x8F81,0x4F40,0x8D01,0x4DC0,0x4C80,0x8C41,

　　0x4400,0x84C1,0x8581,0x4540,0x8701,0x47C0,0x4680,0x8641,

　　0x8201,0x42C0,0x4380,0x8341,0x4100,0x81C1,0x8081,0x4040

　　};