循环冗余校验在单片机通信中的C语言的实现.pdf

循环冗余校验（CRC）是一种广泛应用于数字通信和存储设备中的错误检测方法。它通过在数据后附加一定数量的校验码（冗余码），使得数据在传输或存储过程中发生错误能够被检测出来。在单片机通信中，由于单片机的计算能力和资源限制，使用软件实现CRC校验是一种经济实用的方式，不需要额外的硬件开销。 循环冗余校验的关键在于生成多项式的选择和余数的计算。生成多项式是预先定义的，它决定了余数的计算方式。在本文件中提到的生成多项式有CRC-12、CRC-16、CRC-CCITT和CRC-32四种，其中CRC-16被具体使用，并给出了相应的多项式表达式。CRC-16的具体形式为X^16 + X^15 + X^2 + 1。 CRC校验的基本原理是将数据视为高次多项式G(x)，将这个多项式左移k位（k为余数码的位数），然后用生成多项式P(x)去除。最终得到的余数C(x)就是所需的CRC校验码，也称为块校验字符（Block Check Character, BCC）。余数码的位数总是比生成多项式的位数少一位。 在单片机中实现CRC校验时，通常会遇到单字节和多字节数据的校验需求。文件中也给出了发送一个字节和多个字节时的CRC校验C语言编程方法和流程图。二进制无借位除法是计算CRC校验码的基础算法，其减法操作通过异或（XOR）运算来实现。 异或运算是无进位的二进制加法，它遵循以下规则： - 0 XOR 0 = 0 - 1 XOR 0 = 1 - 0 XOR 1 = 1 - 1 XOR 1 = 0 在计算CRC时，数据序列和生成多项式序列首先通过左移操作将数据扩展，然后通过异或运算进行模2除法。在单片机中，这个过程是通过循环执行异或和移位操作来完成的。 此外，由于传输数据时可能遇到的环境干扰等因素，单片机通信过程中的数据信号容易受到干扰，产生误码是不可避免的。通过软件实现的差错检测方法（如CRC校验），由于其经济实用、方便可靠、不增加硬件开销等特点，在实际应用中具有重要价值。其他一些常见的差错检测方法包括奇偶校验法和行列冗余校验法，但它们的冗余位只能检测奇数位错误，对于偶数位错误的检测能力较弱，而CRC校验能够发现几乎所有的单个位错误和许多突发性错误。 文件中通过具体的例子说明了CRC校验的数学模型建立过程。例如，当要传送的数据为(101101)，生成多项式为P(x) = x^4 + x + 1时，首先将传输数据左移4位，再使用模2除法去除生成多项式，最后得到余数码BCC为(1110)。发送端将余数码附加在数据尾部，形成带有CRC校验码的预传送数据序列。在接收端，对接收到的数据同样执行CRC计算，如果余数为0，则说明数据未出错。 通过本文件内容，我们可以了解到在单片机通信中如何利用C语言实现CRC校验的原理和方法。文件中详细介绍了CRC校验的数学模型、生成多项式的选取、余数计算过程以及单字节和多字节数据处理的C语言实现，为单片机通信提供了可靠的差错检测机制。