目录

一、前言

二、CRC16/ModBus校验原理

三、CRC16/ModBus计算步骤

四、CRC16/Modbus校验的C语言实现

五、总结

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一、前言

        在工业自动化和通信领域，数据的完整性和准确性至关重要。循环冗余校验（CRC）是一种广泛使用的错误检测机制，用于确保数据传输过程中的数据完整性。CRC16/ModBus是CRC算法的一种变体，特别适用于ModBus通信协议，它通过对数据进行多项式除法运算，生成一个16位的校验码，接收方通过重新计算校验码并与发送方提供的校验码进行比较，以验证数据是否在传输过程中被篡改或损坏。

        本文将详细介绍CRC16/ModBus校验的原理、步骤以及如何在单片机中使用C语言中实现这一算法。

二、CRC16/ModBus校验原理

        CRC16/ModBus使用特定的多项式（通常为0xA001，即二进制中的1010 0000 0000 0001）进行计算。算法的基本思想是将待校验的数据（包括起始符、地址、功能码、数据以及可能的结束符）视为一个长二进制数，然后将其与多项式进行模2除法运算，得到的余数即为CRC校验码。

三、CRC16/ModBus计算步骤

        - 预置一个16位寄存器值为0xFFFF，我们称为CRC寄存器。
        - 依次取出每位数据并与CRC寄存器的低8位进行异或运算，结果赋值给CRC寄存器。
                - 将CRC寄存器内的值右移一位。
                - 判断移出位，若为0，则继续下一个字节。
                - 若移出位为1，将CRC寄存器与0xA001进行异或运算，结果赋值给CRC寄存器。
                - 重复上述步骤，直到右移8次，即处理完一个字节。
                - 重复步骤2，即处理完每位字节。
        - 将CRC寄存器的高低字节交换位置，得到最终的校验码。

四、代码实现

       CRC16/Modbus校验的c语言实现方法分为查表法和计算法。计算法基于基础公式原理，理解即可在需要的时候写出，优先推荐。本文也将提供计算法代码（经实际验证）。

uint8 reply[]={0xfe,0x01,0x04,0x00,0x00,0x01,0x00,0x4e,0xf5};
void crc()
{
    int cs = 0xffff;
    for (int i = 0; i < 7; i++)
    {
        cs ^= reply[i];
        for (int j = 0; j < 8; j++)
        {
            if (cs & 1 == 1)
            {
                cs >>= 1;
                cs ^= 0xa001;
            }
            else
            {
                cs >>= 1;
            }
        }
    }
    reply[7] = cs & 0xff; // 校验码的低字节
    reply[8] = (cs & 0xff00) >> 8; // 校验码的高字节
};

五、总结

        CRC16/ModBus校验是确保ModBus通信协议数据完整性的重要手段。通过本文，我们了解了CRC16/ModBus校验的基本原理、计算步骤，并展示了如何在C语言中实现这一算法。在实际应用中，正确实现CRC校验可以有效防止数据传输过程中的错误，提高系统的稳定性和可靠性。