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<HTML><HEAD><TITLE>循环冗余校验码的单片机及CPLD实现 -- www.guangdongdz.com精心打造</TITLE>
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<TR>
<TD><SPAN class=main1>作者：空军工程大学 来卫国 空军后勤学院 徐
冉 来源：《单片机与嵌入式系统应用》</SPAN></SPAN> </TD></TR>
<TR>
<TD>
<P align=center><SPAN class=main1><BR><B><FONT color=#0000a0 face=宋体
lang=ZH-CN><SPAN class=main1
style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman; mso-bidi-font-family: Times New Roman; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA">循环冗余校验码的单片机及CPLD实现</SPAN></FONT></B></SPAN></P><SPAN
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<P class=MsoNormal><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">
<B>摘要：</B></SPAN>循环冗余码校验（CRC）是一种可靠性很高的串行数据校验方法。介质循环冗余码校验的基本原理，并分别用单片机和CPLD作了循环冗余码验的软件实现和硬件实现。包括汇编语言和VHDL语言源程序。</P>
<P class=MsoNormal><SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">
<B>关键词：</B></SPAN>差错校验 查表法 CPLD</P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>1 基本原理</B></P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">串行数据的差错检验是保证数据正确的必要手段，通常采用奇遇校验法和循环冗余校验法。这两种方法都是通过冗余数据来提供必要信息。奇偶校验法适用于以字节为单位数据传输。例如用偶校验传送1个ASCII字符时，要附加1个校验位，从而使全部9位中“1”的个数为偶数。奇偶校验简单易行，但当数据崩溃或出现多位错误时，往往不能检验出来，因而可靠性不高。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">循环冗余码校验法利用了循环和反馈机制，校验码由输入数据与历史数据经过较为复杂的运算而得到。因此，冗余码包含了更为丰富的数据间的信息，可靠性更高。校好的循环冗余码可校验出以下错误：①全部数据位任意奇数个位出错；②全部数据位中任意连续2位出错；③处于一个8位时间窗内的任1～8位数据出错。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">使用循环冗余码校验方法通信时，发送方先计算待发数据的校验码，然后将数据与校验码起发出；接收方接收数据的同时进行循环冗余码的计算，并将计算结果与来自发送方的校验码相比较，如不相同表示传输过程中出现了错误，接收方必须通知发送方再次发送该组数据。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">假设要传输64位数据（最后8位是校验码），并使用多项式x8+x5+x4+1来产生8位循环冗余校验码（以下简称CRC码）。其逻辑结构可用异或门和移位寄存器表示，如图1所示。寄存器的值即为输入数据的CRC码。首先来输入数据与最低位的异或值，如为“0”，只需将当前CRC码逻辑右移1位（首位补零），即可得到新CRC码；如为“1”，则将当前CRC码与18H异或，再循环右移1位即可。该校验码有以下特点：①当输入的8位数据（低位在前）与当前CRC码相同时，输出的CRC码将是零。因此，当包含8位CRC码的全部64位数据输入后，输出的CRC码应为零。②只要有非零位即可判决传输错误，而必复杂的校验技术。<B><BR><IMG
border=0 height=120 hspace=10
src="循环冗余校验码的单片机及CPLD实现 -- www_guangdongdz_com精心打造.files/8a.gif"
vspace=10 width=550><BR>2 用汇编语言产生循环冗长余校验码</B></P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">在8051单片机上，由以下代码可得8位CRC码（存于变量CRC中），8位输入数据暂存于ACC中。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">DO_CRC：PUSH ACC ；保存输入数据</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">PUSH B ；保存B寄存器</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">PUSH ACC ；再次保存</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV B，#8 ；共有8位数据</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">CRC_LOOP：XRL A，CRC</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">RRC A ；将最低位与输入数据的异或值放入进位标志中</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV A，CRC</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">JNC ZERO</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">XRL A，#18H；当前CRC码与18H异或</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">ZERO： RRC A ；右移1位</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV CRC，A ；保存新CRC码</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">POP ACC</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">RR A ；取出输入数据的第2位</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">PUSH ACC</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">DJNZ B,CRC_LOOP ;循环</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">POP ACC</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">POP B</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">POP ACC ；恢复各寄存器</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">RET</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">上述程序对每一位输入数据都要执行一系列操作，运算量很大，但内存占用少，适合于内存紧张的情况。当内存充裕时，可以使用效率更高的查表法。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>3 用查表法求CRC码</B></P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">将输入数据按字节分开，每字节值在0～255之间。令当前CRC码为00H，当分别输入0～255时，得到256个CRC码。将它们顺序排列就构成了循环冗余校验码表。用当前CRC码与输入字节异或后的值作为下标，查表即可求出新CRC码。下例中，crc存放CRC码，ACC存放输入字节，crc_table为循环冗余校验表的入口地址。代码如下：</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">XRL A，crc ;当前CRC码与输入数据异或</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">PUSH DPH</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">PUSH DPL ；保存数据指针</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV DPTR #crc_table</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">MOVC A，@A+DPTR；查表</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">MOV crc,A</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">POP DPL</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">POP DPH ；恢复数据指针</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">RET</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">crc_table：</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">DB 00H,5EH,BCH,E2H,61H,3FH,DDH,83H</P>
CRC.rar_crc_vhdl crc_单片机 循环码
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2022-09-22
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