CRC16的多重算法及C语言实现 | 附代码可领取c/c++资料

CRC码由发送端计算，放置于发送信息报文的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息报文的CRC，比较计算得到的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。

校验码的计算多项式为：
(X16 + X15 + X2 + 1)

CRC16常见的标准有以下几种，被用在各个规范中，其算法原理基本一致，就是在数据的输入和输出有所差异，下边把这些标准的差异列出，并给出C语言的算法实现。

CRC16_CCITT：多项式x16+x12+x5+1（0x1021），初始值0x0000，低位在前，高位在后，结果与0x0000异或。

CRC16_CCITT_FALSE：多项式x16+x12+x5+1（0x1021），初始值0xFFFF，低位在后，高位在前，结果与0x0000异或。

CRC16_XMODEM：多项式x16+x12+x5+1（0x1021），初始值0x0000，低位在后，高位在前，结果与0x0000异或。

CRC16_X25：多项式x16+x12+x5+1（0x1021），初始值0x0000，低位在前，高位在后，结果与0xFFFF异或。

CRC16_MODBUS：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。

CRC16_IBM：多项式x16+x15+x2+1（0x8005），初始值0x0000，低位在前，高位在后，结果与0x0000异或。

CRC16_MAXIM：多项式x16+x15+x2+1（0x8005），初始值0x0000，低位在前，高位在后，结果与0xFFFF异或。

CRC16_USB：多项式x16+x15+x2+1（0x8005），初始值0xFFFF，低位在前，高位在后，结果与0xFFFF异或。

多项式产生：

如，x16+x12+x5+1

x16表示第16位为1，x5表示第5位为1

(1 << 16) | (1 << 12) | (1 << 5) | (1) = 0x11021

但是CRC16只取低16位，写成16进制数就是 0x1021

CRC16的算法原理：
根据CRC16的标准选择初值CRCIn的值。
将数据的第一个字节与CRCIn高8位异或。
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。
重复3直至8位全部移位计算结束。
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。
根据算法原理与标准要求就能简单的写出具体程序：

提示：左右滑动可看到全部代码

unsigned short CRC16_CCITT(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0x0000;
unsigned short wCPoly = 0x1021;
unsigned char wChar = 0;

while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar << 8);
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_CCITT_FALSE(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
unsigned short wCPoly = 0x1021;
unsigned char wChar = 0;

while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
wCRCin ^= (wChar << 8);
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_XMODEM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0x0000;
unsigned short wCPoly = 0x1021;
unsigned char wChar = 0;

while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
wCRCin ^= (wChar << 8);
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
return (wCRCin) ;
}

unsigned short CRC16_X25(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
unsigned short wCPoly = 0x1021;
unsigned char wChar = 0;

while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar << 8);
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin^0xFFFF) ;
}

unsigned short CRC16_MODBUS(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
unsigned short wCPoly = 0x8005;
unsigned char wChar = 0;

while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar << 8);
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_IBM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0x0000;
unsigned short wCPoly = 0x8005;
unsigned char wChar = 0;

while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar << 8);
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin) ;
}
unsigned short CRC16_MAXIM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0x0000;
unsigned short wCPoly = 0x8005;
unsigned char wChar = 0;

while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar << 8);
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin^0xFFFF) ;
}
unsigned short CRC16_USB(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
unsigned short wCRCin = 0xFFFF;
unsigned short wCPoly = 0x8005;
unsigned char wChar = 0;

while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8(&wChar,&wChar);
wCRCin ^= (wChar << 8);
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x8000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin^0xFFFF) ;
}
void InvertUint8(unsigned char *dBuf,unsigned char *srcBuf)
{
int i;
unsigned char tmp[4];
tmp[0] = 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];
tmp[0] = 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];

tmp[0] = 0;  
  
for(i=0;i< 32;i++)  
{  
  if(srcBuf[0]& (1 << i))  
    tmp[0]|=1<<(15 - i);  
}  
dBuf[0] = tmp[0];  

}

具体验证使用“加密解密算法工具集”，内含CRC算法的计算。

在这个基础上也加入CRC32的校验算法：

/CRC32算法：
unsigned int CRC32(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
int i;
unsigned int wCRCin = 0xFFFFFFFF;
unsigned int wCPoly = 0x04C11DB7;
unsigned int wChar = 0;
while (usDataLen–)
{
wChar = *(puchMsg++);
InvertUint8((unsigned char *)&wChar,(unsigned char *)&wChar);
wCRCin ^= (wChar << 24);
for(i = 0;i < 8;i++)
{
if(wCRCin & 0x80000000)
wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;
else
wCRCin = wCRCin << 1;
}
}
InvertUint32(&wCRCin,&wCRCin);
return (wCRCin ^ 0xFFFFFFFF) ;
}

对于CRC32，可能还有其他的多项式和初始值和结果值，是否需要异或以及输入数据是否需要位序倒转等要求在源码中修改。

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