CRC8校驗算法C語言

一、CRC8校驗算法C語言介紹

CRC（Cyclic Redundancy Check）校驗算法是在數據通信和存儲中廣泛使用的一種校驗算法。CRC8指的是採用8位的校驗碼來進行校驗的算法。CRC8算法可以檢測出數據在傳輸過程中的任何錯誤，如丟失、重複、替換和插入，特別是對於單比特錯誤檢測的效果尤為突出。

CRC8校驗算法的實現非常簡單，只需要使用移位寄存器來移動數據流並一位一位地獲取數據，並使用約定的生成多項式進行異或操作即可。生成多項式是校驗碼的關鍵部分，不同的生成多項式可以得到不同的校驗碼。因此，在採用CRC8算法時，需要確定一個合適的生成多項式。

二、CRC8算法C語言實現

以下是一個簡單的CRC8校驗算法C語言實現：

/**
 * @brief CRC8校驗算法函數
 * @param data 待校驗數據
 * @param len 數據長度
 * @param poly 生成多項式
 * @param init 初始值
 * @param xorout 異或輸出
 * @return 校驗結果
 */
unsigned char crc8(unsigned char *data, unsigned int len, unsigned char poly, unsigned char init, unsigned char xorout) {
    unsigned char crc = init;
    for (unsigned int i = 0; i < len; i++) {
        crc ^= data[i];
        for (unsigned int j = 0; j < 8; j++) {
            if (crc & 0x80) {
                crc = (unsigned char)((crc << 1) ^ poly);
            } else {
                crc <<= 1;
            }
        }
    }
    return (unsigned char)(crc ^ xorout);
}

該函數使用了五個參數：

• data：待校驗的數據
• len：數據長度
• poly：生成多項式
• init：初始值
• xorout：異或輸出

其中，poly、init和xorout需要根據實際需求進行設置，不同的值會產生不同的校驗碼。這裡使用了移位寄存器的思想，每次循環將一個位元組數據按位移動，並進行異或操作。具體實現參見代碼。

三、CRC8校驗算法C語言應用

CRC8校驗算法在通信、存儲等領域都有廣泛的應用。在串口通信中，一些通過接口進行通信的設備可能會使用CRC8算法對數據進行校驗，以確保數據的完整性和準確性。此時，在數據發送前將數據進行校驗，接收端在接收到數據後再進行校驗，如果兩個校驗碼不一致，則說明傳輸過程中發生了錯誤。

CRC8算法還可用於存儲介質的數據校驗，如磁帶、U盤等。在數據存儲到介質上時，將數據進行CRC8校驗，避免數據的丟失或損壞。同時，在讀取數據時，同樣需要進行CRC8校驗，以確保數據的正確性。

四、CRC16校驗算法C語言

與CRC8相類似，CRC16校驗算法也是一種常用的校驗算法。其校驗碼長度為16位，可以做到更加全面、精準的數據校驗。

以下是一個簡單的CRC16校驗算法C語言實現：

/**
 * @brief CRC16校驗算法函數
 * @param data 待校驗數據
 * @param len 數據長度
 * @param poly 生成多項式
 * @param init 初始值
 * @param xorout 異或輸出
 * @return 校驗結果
 */
unsigned short crc16(unsigned char *data, unsigned int len, unsigned short poly, unsigned short init, unsigned short xorout) {
    unsigned short crc = init;
    for (unsigned int i = 0; i < len; i++) {
        crc ^= (unsigned short)data[i] << 8;
        for (unsigned int j = 0; j < 8; j++) {
            if (crc & 0x8000) {
                crc = (unsigned short)((crc << 1) ^ poly);
            } else {
                crc <<= 1;
            }
        }
    }
    return (unsigned short)(crc ^ xorout);
}

五、C語言CRC校驗函數

C語言中有許多CRC校驗函數可以使用。以下是一個通用的CRC校驗函數，它支持所有的CRC算法：

/**
 * @brief 通用CRC校驗函數
 * @param data 待校驗數據
 * @param len 數據長度
 * @param poly 生成多項式
 * @param init 初始值
 * @param xorout 異或輸出
 * @param crc_len 校驗碼長度
 * @return 校驗結果
 */
unsigned int crc(unsigned char *data, unsigned int len, unsigned int poly, unsigned int init, unsigned int xorout, unsigned int crc_len) {
    unsigned int crc;
    if (crc_len == 8) {
        crc = (unsigned int)crc8(data, len, (unsigned char)poly, (unsigned char)init, (unsigned char)xorout);
    } else if (crc_len == 16) {
        crc = (unsigned int)crc16(data, len, (unsigned short)poly, (unsigned short)init, (unsigned short)xorout);
    } else {
        // TODO: other crc length support
    }
    return crc;
}

該函數使用了六個參數：

• data：待校驗的數據
• len：數據長度
• poly：生成多項式
• init：初始值
• xorout：異或輸出
• crc_len：校驗碼長度

該函數可以根據crc_len參數選擇使用不同的CRC校驗算法，支持的校驗碼長度有8位和16位。其他校驗碼長度的支持可以在此基礎上進行擴展。