VB下如何編寫CRC校驗程序

隨著計算機技術的不斷發展,在現代工業中,利用微機進行數據通訊的工業控制應用得也越來越廣泛。由于傳輸距離、現場狀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訊數據常會發生無法猜測的錯誤。爲了防止錯誤所帶來的影響,一般在通訊時采取數據校驗的辦法,而循環冗余碼校驗是最常用的校驗方法之一。

一、循環冗余碼校驗原理

循環冗余碼校驗英文名稱爲Cyclical Redundancy Check,簡稱CRC。它是利用除法及余數的原理來作錯誤偵測(Error Detecting)的。實際應用時,發送裝置計算出CRC值並隨數據一同發送給接收裝置,接收裝置對收到的數據重新計算CRC並與收到的CRC相比較,若兩個CRC值不同,則說明數據通訊出現錯誤。

根據應用環境與習慣的不同,CRC又可分爲以下幾種標准:

①CRC-12碼;

②CRC-16碼;

③CRC-CCITT碼;

④CRC-32碼。

CRC-12碼通常用來傳送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爲美國采用,而CRC-CCITT爲歐洲國家所采用。CRC-32碼大都被采用在一種稱爲Point-to-Point的同步傳輸中。

下面以最常用的CRC-16爲例來說明其生成過程。

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,然後把CRC寄存器與8-bit的數據進行異或,之後對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)假如爲1,則把寄存器與預定義的多項式碼進行異或,否則假如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。所有的字符處理完成後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.假如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次移位全部完成。此時一個8-bit數據處理完畢。

6.重複第2至第5步直到所有數據全部處理完成。

7.最終CRC寄存器的內容即爲CRC值。

二、 循環冗余碼校驗程序的編寫

明白了CRC校驗碼的産生過程,編寫起程序來就非常輕易了。由于Visual Basic的廣泛普及以及其在數據通訊中的重要地位,下面就以VB語言來編寫CRC的生成程序,其它語言只需稍做修改即可。

編寫CRC校驗程序有兩種辦法:一種爲計算法,一種爲查表法。下面對兩種方法分別討論。

1.計算法

計算法就是依據CRC校驗碼的産生原理來設計程序。其優點是模塊代碼少,修改靈活,可移植性好。其缺點爲計算量大。爲了便于理解,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,並添加如下代碼:

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

注重: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) ’每一個數據與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 ’假如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 ’否則自動補0

If ((SaveLo And &H1) = &H1) Then ’假如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。爲了便于比較,這裏所有的假定與計算法的完全相同,都而在窗體上放置一個Command1的按鈕,其代碼部分與上面的也完全一致。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, &HAD, &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

以上程序在Win98,VB6下調試通過。

VB下如何編寫CRC校驗程序
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