VB下的CRC校验程序

  随着计算机技术的不断发展，在现代工业中，利用微机进行数据通讯的工业控制应用得也越来越广泛。由于传输距离、现场状况等诸多可能出现的因素影响，计算机与受控设备之间的通讯数据常会发生无法预测的错误。为了防止错误所带来的影响，一般在通讯时采取数据校验的办法，而循环冗余码校验是最常用的校验方法之一。在实际使用的各种现场总线协议中，数据帧的校验一般都采用这种检验方式。   
   
  一、   循环冗余码校验原理   
   
           循环冗余码校验英文名称为Cyclical   Redundancy   Check，简称CRC。它是利用除法及余数的原理来作错误侦测（Error   Detecting）的。他将要发送的数据比特序列当作一个多项式f(x)的系数，发送时用双方预先约定的生成多项式G(x)去除，求得一个余数多项式，将余数多项式加到数据多项式之后发送到接收端，接收端同样用G(x)去除接收到的数据，进行计算，然后把计算结果和实际接收到的余数多项式数据进行比较，相同的话表示传输正确。CRC校验检错能力强，容易实现，是目前应用最广的检错码编码方式之一。   
           在国际标准中，根据生成多项式G(x)的不同，CRC又可分为以下几种标准：   
              　　①CRC-12码:         G(x)=X12+X11+X3+X2+X+1   
              　　②CRC-16码:         G(x)=X16+X15+X2+1   
              　　③CRC-CCITT码:   G(x)=X16+X12+X5+1   
              　　④CRC-32码:         G(x)=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X1+X+1   
           CRC-12码通常用来传送6-bit字符串。CRC-16及CRC-CCITT码则用是来传送8-bit字符，其中CRC-16为美国采用，而 CRC-CCITT为欧洲国家所采用。CRC-32码大都被采用在一种称为Point-to-Point的同步传输中。下面以最常用的CRC-16为例来说明其生成过程。   
           CRC-16码由两个字节构成，在开始时CRC寄存器的每一位都预置为1，然后把CRC寄存器与8-bit的数据进行异或，之后对CRC寄存器从高到低进行移位，在最高位（MSB）的位置补零，而最低位（LSB，移位后已经被移出CRC寄存器）如果为1，则把寄存器与预定义的多项式码进行异或，否则如果LSB为零，则无需进行异或。重复上述的由高至低的移位8次，第一个8-bit数据处理完毕，用此时CRC寄存器的值与下一个8-bit数据异或并进行如前一个数据似的8次移位。所有的字符处理完成后CRC寄存器内的值即为最终的CRC值。   
              　　下面为CRC的计算过程：   
              　　1．设置CRC寄存器，并给其赋值FFFF(hex)。   
              　　2．将数据的第一个8-bit字符与16位CRC寄存器的低8位进行异或，并把结果存入CRC寄存器。   
              　　3．CRC寄存器向右移一位，MSB补零，移出并检查LSB。   
              　　4．如果LSB为0，重复第三步；若LSB为1，CRC寄存器与多项式码相异或。   
              　　5．重复第3与第4步直到8次移位全部完成。此时一个8-bit数据处理完毕。   
              　　6．重复第2至第5步直到所有数据全部处理完成。   
              　　7．最终CRC寄存器的内容即为CRC值。   
   
  二、   循环冗余码校验程序的编写   
   
           明白了CRC校验码的产生过程，编写起程序来就非常容易了。由于Visual Basic的广泛普及以及其在数据通讯中的重要地位，下面就以VB语言来编写CRC的生成程序，其它语言只需稍做修改即可。   
           编写CRC校验程序有两种办法：一种为计算法，一种为查表法。通常使用查表法，尤其在VB程序中，可以大大降低CPU的运算时间。下面对两种方法分别讨论。   
   
       1．计算法   
           计算法就是依据CRC校验码的产生原理来设计程序。其优点是模块代码少，修改灵活，可移植性好。其缺点为计算量大。为了便于理解，这里假定了三位数据，而多项式码为A001(hex)。   
           在窗体上放置一命令按钮Command1，并添加如下代码：   
   
              　　Private   Sub   Command1_Click()   
              　　　Dim   CRC()   As   Byte   
              　　　Dim   d()   As   Byte   '待传输数据   
              　　　ReDim   d(2)   As   Byte   
              　　　d(0)   =   123   
              　　　d(1)   =   112   
              　　　d(2)   =   135   
              　　　CRC   =   CRC16(d)   '调用CRC16计算函数   
              　　　'CRC(0)为高位   
              　　　'CRC(1)为低位   
              　　End   Sub   
              　　注意：在数据传输时CRC的低位可能在前，而高位在后。   
   
              　　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　　　　　　　　   '多项式码&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)   '每一个数据与CRC寄存器（低字节）进行异或   
              　　　　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      '如果高位字节最后一位为1   
              　　　　　　CRC16Lo   =   CRC16Lo   Or   &H80　　　'则低位字节右移后前面补1   
              　　　　　End   If　　　　　　　　　　　　　   '否则自动补0   
              　　　　　If   ((SaveLo   And   &H1)   =   &H1)   Then   '如果LSB为1，则与多项式码进行异或   
              　　　　　　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   Functio

2．查表法   
           查表法的优缺点与计算法的正好相反。为了便于比较，这里所有的假定与计算法的完全相同，都而在窗体上放置一个Command1的按钮，其代码部分与上面的也完全一致。下面只介绍CRC函数的编写源代码。   
   
           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)               '每一个字节数据与CRC低字节异或，取得索引值
              　　CRC16Lo   =   CRC16Hi   Xor   GetCRCLo(iIndex)　'低位处理：CRC高位Xor按索引值查低位表   
              　　CRC16Hi   =   GetCRCHi(iIndex)　　　　　　　　   '高位处理：按索引值查高位表   
              　Next   i   
              　　Dim   ReturnData(1)   As   Byte   
              　　ReturnData(0)   =   CRC16Hi　　　　'CRC高位   
              　　ReturnData(1)   =   CRC16Lo　　　　'CRC低位   
              　　CRC16   =   ReturnData   
              End   Function   
   
              　　'CRC低位字节值表   
              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高位字节值表   
              　　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,   &HDA,   &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下调试通过