CRC16-循环冗余校验
/***************************************************
*作 者:温子祺
*联系方式:[email protected]
*说 明 :CRC16-循环冗余校验
***************************************************/
【例子】通过CRC-16循环冗余校验的方式实现数据传输与控制，例如控制LED灯、蜂鸣器、发送数据到上位机。
由于是数据传输与控制，需要定制一个结构体、共用体方便数据识别，同时增强可读性。从数据帧格式定义中可以定义为“PKT_CRC_EX”类型。
识别数据请求什么操作可以通过以下手段来识别：识别数据头部1、数据头部2，操作码。当完全接收数据完毕后通过校验该数据得出的校验值与该数
据的尾部的校验值是否匹配。若匹配，则根据操作码的请求进行操作；若不匹配则丢弃当前数据帧，等待下一个数据帧的到来。
结构体定义如下：
(1)
typedef struct _ PKT_CRC
{
UINT
UINT
UINT
UINT
UINT
UINT
}PKT_CRC;
(2)
typedef union _PKT_PARITY_EX
{
PKT_PARITY r;
UINT8 buf[32];
} PKT_PARITY_EX;
PKT_PARITY_EX PktParityEx;
CRC16-循环冗余校验代码如下：
1
2
#include
"
stc.h
"
3
4
/*
**************************************************
5
* 类型定义，方便代码移植
6
**************************************************
*/
7
typedef unsigned
char
UINT8;
8
typedef unsigned
int
UINT16;
9
typedef unsigned
long
UINT32;
10
11
typedef
char
INT8;
12
typedef
int
INT16;
13
typedef
long
INT32;
14
typedef bit BOOL;
15
16
/*
**************************************************
17
* 大量宏定义，便于代码移植和阅读
18
**************************************************
*/
19
//
--------------------------------
20
//
----头部----
21
#define
DCMD_CTRL_HEAD1 0x10
//
PC下传控制包头部1
22
#define
DCMD_CTRL_HEAD2 0x01
//
PC下传控制包头部2
23
24
//
----命令码----
25
#define
DCMD_NULL 0x00
//
命令码:空操作
26
#define
DCMD_CTRL_BELL 0x01
//
命令码:控制蜂鸣器
27
#define
DCMD_CTRL_LED 0x02
//
命令码:控制LED
28
#define
DCMD_REQ_DATA 0x03
//
命令码:请求数据
29
30
//
----数据----
31
#define
DCTRL_BELL_ON 0x01
//
蜂鸣器响
32
#define
DCTRL_BELL_OFF 0x02
//
蜂鸣器禁鸣
33
#define
DCTRL_LED_ON 0x03
//
LED亮
34
#define
DCTRL_LED_OFF 0x04
//
LED灭
35
36
//
--------------------------------
37
//
----头部----
38
#define
UCMD_CTRL_HEAD1 0x20
//
MCU上传控制包头部1
39
#define
UCMD_CTRL_HEAD2 0x01
//
MCU上传控制包头部2
40
41
//
----命令码----
42
#define
UCMD_NULL 0x00
//
命令码:空操作
43
#define
UCMD_REQ_DATA 0x01
//
命令码:请求数据
44
45
46
#define
CTRL_FRAME_LEN 0x04
//
帧长度(不包含数据和校验值)
47
#define
CRC16_LEN 0x02
//
检验值长度
48
49
#define
EN_UART() ES=1
//
允许串口中断
50
#define
NOT_EN_UART() ES=0
//
禁止串口中断
51
52
#define
BELL(x) {if((x))P0_6=1 ;else P0_6=0;}
//
蜂鸣器控制宏函数
53
#define
LED(x) {if((x))P2=0x00;else P2=0xFF;}
//
LED控制宏函数
54
55
#define
TRUE 1
56
#define
FALSE 0
57
58
#define
HIGH 1
59
#define
LOW 0
60
61
#define
ON 1
62
#define
OFF 0
63
64
#define
NULL (void *)0
65
66
/*
使用结构体对数据包进行封装
67
*方便操作数据
68
*/
69
typedef
struct
_PKT_CRC
70
{
71
UINT8 m_ucHead1;
//
首部1
72
UINT8 m_ucHead2;
//
首部2
73
UINT8 m_ucOptCode;
//
操作码
74
UINT8 m_ucDataLength;
//
数据长度
75
UINT8 m_szDataBuf[
16
];
//
数据
76
77
UINT8 m_szCrc[
2
];
//
CRC16为2个字节
78
79
}PKT_CRC;
80
81
/*
使用共用体再一次对数据包进行封装
82
*操作数据更加方便
83
*/
84
typedef union _PKT_CRC_EX
85
{
86
PKT_CRC r;
87
UINT8 p[
32
];
88
} PKT_CRC_EX;
89
90
91
PKT_CRC_EX PktCrcEx;
//
定义数据包变量
92
93
94
BOOL bLedOn
=
FALSE;
//
定义是否点亮LED布尔变量
95 B
OOL bBellOn
=
FALSE;
//
定义是否蜂鸣器响布尔变量
96
BOOL bReqData
=
FALSE;
//
定义是否请求数据布尔变量
97
98
/*
***************************************************
99
** 函数名称: CRC16Check
100
** 输 入: buf 要校验的数据;
101
len 要校验的数据的长度
102
** 输 出: 校验值
103
** 功能描述: CRC16循环冗余校验
104
****************************************************
*/
105
UINT16 CRC16Check(UINT8
*
buf, UINT8 len)
106
{
107
UINT8 i, j;
108
UINT16 uncrcReg
=
0xffff
;
109
UINT16 uncur;
110
111
for
(i
=
0
; i
<
len; i
++
)
112
{
113
uncur
=
buf[i]
<<
8
;
114
115
for
(j
=
0
; j
<
8
; j
++
)
116
{
117
if
((INT16)(uncrcReg
^
uncur)
<
0
)
118
{
119
uncrcReg
=
(uncrcReg
<<
1
)
^
0x1021
;
120
}
121
else
122
{
123
uncrcReg
<<=
1
;
124
}
125
126
uncur
<<=
1
;
127
}
128
}
129
130
return
uncrcReg;
131
}
132
/*
************************************************************
133
* 函数名称:BufCpy
134
* 输 入:dest目标缓冲区;
135
Src 源缓冲区
136
size 复制数据的大小
137
* 输 出:无
138
* 说 明:复制缓冲区
139
*************************************************************
*/
140
BOOL BufCpy(UINT8
*
dest,UINT8
*
src,UINT32 size)
141
{
142
if
(NULL
==
dest
||
NULL
==
src
||
NULL
==
size)
143
{
144
return
FALSE;
145
}
146
147
do
148
{
149
*
dest
++
=
*
src
++
;
150
151
}
while
(
--
size
!=
0
);
152
153
return
TRUE;
154
}
155
/*
***************************************************
156
** 函数名称: UartInit
157
** 输 入: 无
158
** 输 出: 无
159
** 功能描述: 串口初始化
160
****************************************************
*/
161
void
UartInit(
void
)
162
{
163
SCON
=
0x40
;
164
T2CON
=
0x34
;
165
RCAP2L
=
0xD9
;
166
RCAP2H
=
0xFF
;
167
REN
=
1
;
168
ES
=
1
;
169
}
170
/*
***************************************************
171
** 函数名称: UARTSendByte
172
** 输 入: b 单个字节
173
** 输 出: 无
174
** 功能描述: 串口 发送单个字节
175
****************************************************
*/
176
void
UARTSendByte(UINT8 b)
177
{
178
SBUF
=
b;
179
while
(TI
==
0
);
180
TI
=
0
;
181
}
182
/*
***************************************************
183
** 函数名称: UartSendNBytes
184
** 输 入: buf 数据缓冲区;
185
len 发送数据长度
186
** 输 出: 无
187
** 功能描述: 串口 发送多个字节
188
****************************************************
*/
189
void
UartSendNBytes(UINT8
*
buf,UINT8 len)
190
{
191
while
(len
--
)
192
{
193
UARTSendByte(
*
buf
++
);
194
}
195
}
196
/*
***************************************************
197
** 函数名称: main
198
** 输 入: 无
199
** 输 出: 无
200
** 功能描述: 函数主体
201
****************************************************
*/
202
void
main(
void
)
203
{
204
UINT8 i
=
0
;
205
UINT16 uscrc
=
0
;
206
207
UartInit();
//
串口初始化
208
209
EA
=
1
;
//
开总中断
210
211
while
(
1
)
212
{
213
if
(bLedOn)
//
是否点亮Led
214
{
215
LED(ON);
216
}
217
else
218
{
219
LED(OFF);
220
}
221
222
223
if
(bBellOn)
//
是否响蜂鸣器
224
{
225
BELL(ON);
226
}
227
else
228
{
229
BELL(OFF);
230
}
231
232
if
(bReqData)
//
是否请求数据
233
{
234
bReqData
=
FALSE;
235
236
NOT_EN_UART();
//
禁止串口中断
237
238
PktCrcEx.r.m_ucHead1
=
UCMD_CTRL_HEAD1;
//
MCU上传数据帧头部1
239
PktCrcEx.r.m_ucHead2
=
UCMD_CTRL_HEAD2;
//
MCU上传数据帧头部2
240
PktCrcEx.r.m_ucOptCode
=
UCMD_REQ_DATA;
//
MCU上传数据帧命令码
241
242
243
uscrc
=
CRC16Check(PktCrcEx.p,
244
CTRL_FRAME_LEN
+
245
PktCrcEx.r.m_ucDataLength);
//
计算校验值
246
247
PktCrcEx.r.m_szCrc[
0
]
=
(UINT8) uscrc;
//
校验值低字节
248
PktCrcEx.r.m_szCrc[
1
]
=
(UINT8)(uscrc
>>
8
);
//
校验值高字节
249
250
/*
251
这样做的原因是因为有时写数据长度不一样,
252
导致PktCrcEx.r.m_szCrc会出现为0的情况
253
所以使用BufCpy将校验值复制到相应的位置
254
*/
255
256
BufCpy(
&
PktCrcEx.p[CTRL_FRAME_LEN
+
PktCrcEx.r.m_ucDataLength],
257
PktCrcEx.r.m_szCrc,
258
CRC16_LEN);
259
260
UartSendNBytes(PktCrcEx.p,
261
CTRL_FRAME_LEN
+
262
PktCrcEx.r.m_ucDataLength
+
CRC16_LEN);
//
发送数据
263
264
EN_UART();
//
允许串口中断
265
266
}
267
}
268
}
269
/*
***************************************************
270
** 函数名称: UartIRQ
271
** 输 入: 无
272
** 输 出: 无
273
** 功能描述: 串口中断服务函数
274
****************************************************
*/
275
void
UartIRQ(
void
)interrupt
4
276
{
277
static
UINT8 uccnt
=
0
;
278
UINT8 uclen;
279
UINT16 uscrc;
280
281
if
(RI)
//
是否接收到数据
282
{
283
RI
=
0
;
284
285
PktCrcEx.p[uccnt
++
]
=
SBUF;
//
获取单个字节
286
287
288
if
(PktCrcEx.r.m_ucHead1
==
DCMD_CTRL_HEAD1)
//
是否有效的数据帧头部1
289
{
290
if
(uccnt
<
CTRL_FRAME_LEN
+
PktCrcEx.r.m_ucDataLength
+
CRC16_LEN)
//
是否接收完所有数据
291
{
292
if
(uccnt
>=
2
&&
PktCrcEx.r.m_ucHead2
!=
DCMD_CTRL_HEAD2)
//
是否有效的数据帧头部2
293
{
294
uccnt
=
0
;
295
296
return
;
297
}
298
299
}
300
else
301
{
302
303
uclen
=
CTRL_FRAME_LEN
+
PktCrcEx.r.m_ucDataLength;
//
获取数据帧有效长度(不包括校验值)
304
305
uscrc
=
CRC16Check(PktCrcEx.p,uclen);
//
计算校验值
306
307
/*
308
这样做的原因是因为有时写数据长度不一样,
309
导致PktCrcEx.r.m_szCrc会出现为0的情况
310
所以使用BufCpy将校验值复制到相应的位置
311
*/
312
BufCpy(PktCrcEx.r.m_szCrc,
&
PktCrcEx.p[uclen],CRC16_LEN);
313
314
if
((UINT8)(uscrc
>>
8
)
!=
PktCrcEx.r.m_szCrc[
1
]\
315
||
(UINT8) uscrc
=
PktCrcEx.r.m_szCrc[
0
])
//
校验值是否匹配
316
{
317
uccnt
=
0
;
318
319
return
;
320
}
321
322
switch
(PktCrcEx.r.m_ucOptCode)
//
从命令码中获取相对应的操作
323
{
324
case
DCMD_CTRL_BELL:
//
控制蜂鸣器命令码
325
{
326
if
(DCTRL_BELL_ON
==
PktCrcEx.r.m_szDataBuf[
0
])
//
数据部分含控制码
327
{
328
bBellOn
=
TRUE;
329
}
330
else
331
{
332
bBellOn
=
FALSE;
333
}
334
}
335
break
;
336
337
case
DCMD_CTRL_LED:
//
控制LED命令码
338
{
339
340
if
(DCTRL_LED_ON
==
PktCrcEx.r.m_szDataBuf[
0
])
//
数据部分含控制码
341
{
342
bLedOn
=
TRUE;
343
}
344
else
345
{
346
bLedOn
=
FALSE;
347
}
348
}
349
break
;
350
351
case
DCMD_REQ_DATA:
//
请求数据命令码
352
{
353
bReqData
=
TRUE;
354
}
355
break
;
356
357
}
358
359
uccnt
=
0
;
360
361
return
;
362
}
363
364
}
365
else
366
{
367
uccnt
=
0
;
368
}
369
370
}
371
}
372
代码分析
（1）在main函数主体中，主要检测bLedOn、bBellOn、bReqData这三个标志位的变化，根据每个标志位的当前值然后进行相对应的操作。
（2）在UartIRQ中断服务函数当中，主要处理数据接收和数据校验，当数据校验成功后，
通过switch(PktCrcEx.r.m_ucOptCode)获取命令码，根据命令码来设置bLedOn、bBellOn、bReqData的值。