STM32 CRC校验与芯片ID应用全解析：从原理到实践 | 零基础入门STM32第九十七步

主题	内容	教学目的/扩展视频
CRC与芯片ID原理	实现CRC校验和读取芯片ID	为单片机应用提供数据验证和身份识别的功能。

师从洋桃电子，杜洋老师

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一、CRC校验功能解析

1.1 CRC基本原理

原始数据

CRC计算单元

校验码生成

数据验证

• 硬件加速：STM32内置32位CRC计算器
• 多项式：默认使用CRC-32/MPEG-2标准（多项式0x04C11DB7）
• 特性：
  • 支持单个数据/数据块计算
  • 独立用户寄存器（8位）用于临时存储
  • 计算前需复位清空历史数据

1.2 核心功能对比

功能类型	操作方式	适用场景
单次计算	CRC_CalcCRC()	离散数据校验
批量计算	CRC_CalcBlockCRC()	连续数据流校验
独立寄存器	CRC_SetIDRegister()	临时数据存储

二、CRC校验应用实战

2.1 典型应用场景

1. Flash完整性校验：验证固件烧录正确性
2. 通信数据验证：UART/SPI传输数据校验
3. 文件签名：软件升级包完整性验证

2.2 程序实现流程

MCU CRC 开启时钟(RCC_AHBPeriph_CRC) CRC_ResetDR() CRC_CalcCRC(0x12345678) CRC_CalcBlockCRC(buffer, length) 返回校验结果 MCU CRC

2.3 关键代码解析

// CRC初始化与计算示例
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_CRC, ENABLE); // 启用CRC时钟

uint32_t Calc_SingleData(void) {
    CRC_ResetDR();
    return CRC_CalcCRC(0x12345678); // 返回单个数据CRC值
}

uint32_t Calc_DataBlock(uint32_t *buf, uint32_t len) {
    CRC_ResetDR();
    return CRC_CalcBlockCRC(buf, len); // 返回数据块CRC值
}

三、芯片ID功能解析

3.1 芯片ID特性

• 唯一性：96位全球唯一标识（不可修改）
• 存储位置：0x1FFFF7E8 ~ 0x1FFFF7F3
• 读取方式：
  • 32位模式读取3个寄存器
  • 16位模式读取6个寄存器
  • 8位模式读取12个寄存器

3.2 地址映射结构

0x1FFFF7E8

ID_Part1

0x1FFFF7EC

0x1FFFF7F0

32位数据

32位数据

32位数据

四、芯片ID应用实战

4.1 典型应用场景

1. 设备身份认证：硬件加密绑定
2. 防克隆保护：验证合法硬件
3. 生产追溯：记录产品序列号

4.2 程序实现流程

定义存储数组

读取ID地址

32位模式读取

验证ID合法性

应用处理

4.3 关键代码解析

// 芯片ID读取示例
uint32_t ChipID[3];
void Read_ChipID(void) {
    ChipID[0] = *(__IO uint32_t *)(0x1FFFF7E8); // 高位
    ChipID[1] = *(__IO uint32_t *)(0x1FFFF7EC); // 中位
    ChipID[2] = *(__IO uint32_t *)(0x1FFFF7F0); // 低位
}

// ID验证示例
bool Verify_ChipID(void) {
    return (ChipID[0] == 0x066EFF34) && 
           (ChipID[1] == 0x3437534D) && 
           (ChipID[2] == 0x43232328);
}

五、扩展应用设计

5.1 安全增强方案

读取芯片ID

加密算法处理

生成设备密钥

固件加密

安全启动验证

5.2 调试技巧

1. CRC验证工具：使用在线CRC计算器交叉验证
2. ID读取验证：通过ST-Link Utility直接查看内存
3. 端序转换：使用__REV宏处理大小端转换

六、常见问题解答

Q1：CRC计算结果与软件算法不一致？

• 检查多项式配置
• 确认初始值是否复位
• 验证数据输入顺序（字节序）

Q2：读取的芯片ID全为0或FFFF？

• 检查地址是否正确
• 确认芯片未处于保护模式
• 验证内存访问权限

Q3：如何防止芯片ID被篡改？

• 结合加密算法处理原始ID
• 在安全启动流程中验证
• 使用OTP区域存储校验值

附：关键寄存器速查表

功能	相关地址/寄存器	访问方式
CRC计算器	CRC_DR	直接读写
独立寄存器	CRC_IDR	8位存取
芯片ID高位	0x1FFFF7E8	32位读取
芯片ID中位	0x1FFFF7EC	内存映射访问

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七、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[4] CRC功能测试程序
[5] 芯片ID读取程序
[6] CRC与芯片ID原理.pptx

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技术讨论（请在评论区留言~）

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下期预告：下一期将探讨回顾总结，欢迎持续关注！

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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

• v1.0 初始版本（2025-04-09）