‘壹’ CRC-16 计算方法及程序设计
CRC-16算法是一种用于数据传输错误检测的常用校验技术，它基于16位的二进制寄存器对数据帧中的每个字节进行异或运算和位移操作。发送设备在数据帧尾部添加生成的CRC值，接收端则重新计算并与接收到的值对比，确认数据完整无误。具体步骤如下：
1. 初始化16位CRC寄存器为全1（0xFFFFH）。
2. 对数据帧的第一个字节的8位进行异或操作，将结果存回寄存器。
3. 移位操作：将寄存器右移一位，高位补0，低位丢弃并检测。
4. 若低位为1，则寄存器与预设值0xA001进行异或；否则，仅做右移。
5. 重复步骤3和4，直至完成8次移位，处理一个完整的8位字节。
6. 对下一个字节重复此过程，直至处理完所有字节。
7. CRC寄存器的最终值即为CRC校验值。
以示例数据0x03 0x10 0x00 0x01 0x00 0x08为例，通过C语言实现的CRC-16计算过程展示了这个过程。在VHDL语言中，也有类似的进程来接收数据并进行CRC校验，涉及状态机和逻辑运算，确保数据的正确传输和接收。
‘贰’ crc16校验的c语言程序
下面我们以CRC-16为例来说明任意长度数据流的CRC校验码生成过程。我们采用将数据流分成若干个8bit字符，并由低字节到高字节传送的并行方法来求CRC校验码。具体计算过程为：用一个16bit的寄存器来存放CRC校验值，且设定其初值为0x0000；将数据流的第一个8bit与16bit的CRC寄存器的高字节相异或，并将结果存入CRC寄存器高字节；CRC寄存器左移一位，最低1bit补零，同时检查移出的最高1bit，若移出的最高1bit为0，则继续按上述过程左移，若最高1bit为1，则将CRC寄存器中的值与生成多项式码相异或，结果存入CRC寄存器值；继续左移并重复上述处理方法，直到将8bit数据处理完为止，则此时CRC寄存器中的值就是第一个8bit数据对应的CRC校验码；然后将此时CRC寄存器的值作为初值，用同样的处理方法重复上述步骤来处理下一个8bit数据流，直到将所有的8bit字符都处理完后，此刻CRC寄存器中的值即为整个数据流对应的CRC校验码。
下面示出了其计算过程的流程图：
在用C语言编写CRC校验码的实现程序时我们应该注意，生成多项式 对应的十六进制数为0x18005，由于CRC寄存器左移过程中，移出的最高位为1时与 相异或，所以与16bit的CRC寄存器对应的生成多项式的十六进制数可用0x8005表示。下面给出并行处理8bit数据流的C源程序：
unsigned short crc_dsp(unsigned short reg, unsigned char data_crc)
//reg为crc寄存器， data_crc为将要处理的8bit数据流
{
unsigned short msb; //crc寄存器将移出的最高1bit
unsigned short data;
unsigned short gx = 0x8005, i = 0; //i为左移次数， gx为生成多项式
data = (unsigned short)data_crc;
data = data << 8;
reg = reg ^ data;
do
{
msb = reg & 0x8000;
reg = reg << 1;
if(msb == 0x8000)
{
reg = reg ^ gx;
}
i++;
}
while(i < 8);
return (reg);
}
以上为处理每一个8bit数据流的子程序，在计算整个数据流的CRC校验码时，我们只需将CRC_reg的初值置为0x0000，求第一个8bit的CRC值，之后，即可将上次求得的CRC值和本次将要处理的8bit数据作为函数实参传递给上述子程序的形参进行处理即可，最终返回的reg值便是我们所想得到的整个数据流的CRC校验值。