C#教程之C#CRC16 Modbus 效验算法

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C#教程之C#CRC16 Modbus 效验算法

CRC校验（循环冗余校验）小知识

CRC即循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check）：是数据通信领域中最常用的一种查错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查（CRC）是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。

CRC算法参数模型解释：
NAME：参数模型名称。
WIDTH：宽度，即CRC比特数。
POLY：生成项的简写，以16进制表示。例如：CRC-32即是0x04C11DB7，忽略了最高位的"1"，即完整的生成项是0x104C11DB7。
INIT：这是算法开始时寄存器（crc）的初始化预置值，十六进制表示。
REFIN：待测数据的每个字节是否按位反转，True或False。
REFOUT：在计算后之后，异或输出之前，整个数据是否按位反转，True或False。
XOROUT：计算结果与此参数异或后得到最终的CRC值。

CRC16 Modbus主要实现方法

        /// <summary>
        /// CRC16_Modbus效验
        /// </summary>
        /// <param name="byteData">要进行计算的字节数组</param>
        /// <returns>计算后的数组</returns>
        public static byte[] ToModbus(byte[] byteData)
        {
            byte[] CRC = new byte[2];

            UInt16 wCrc = 0xFFFF;
            for (int i = 0; i < byteData.Length; i++)
            {
                wCrc ^= Convert.ToUInt16(byteData[i]);
                for (int j = 0; j < 8; j++)
                {
                    if ((wCrc & 0x0001) == 1)
                    {
                        wCrc >>= 1;
                        wCrc ^= 0xA001;//异或多项式
                    }
                    else
                    {
                        wCrc >>= 1;
                    }
                }
            }

            CRC[1] = (byte)((wCrc & 0xFF00) >> 8);//高位在后
            CRC[0] = (byte)(wCrc & 0x00FF);       //低位在前
            return CRC;

        }

        /// <summary>
        /// CRC16_Modbus效验
        /// </summary>
        /// <param name="byteData">要进行计算的字节数组</param>
        /// <param name="byteLength">长度</param>
        /// <returns>计算后的数组</returns>
        public static byte[] ToModbus(byte[] byteData, int byteLength)
        {
            byte[] CRC = new byte[2];

            UInt16 wCrc = 0xFFFF;
            for (int i = 0; i < byteLength; i++)
            {
                wCrc ^= Convert.ToUInt16(byteData[i]);
                for (int j = 0; j < 8; j++)
                {
                    if ((wCrc & 0x0001) == 1)
                    {
                        wCrc >>= 1;
                        wCrc ^= 0xA001;//异或多项式
                    }
                    else
                    {
                        wCrc >>= 1;
                    }
                }
            }

            CRC[1] = (byte)((wCrc & 0xFF00) >> 8);//高位在后
            CRC[0] = (byte)(wCrc & 0x00FF);       //低位在前
            return CRC;

        }

CRC16 Modbus（LSB-MSB）通讯中校验字节格式为LSB-MSB，扩展方法可以忽略。

注意：MODBUS 通讯中校验字节格式为LSB-MSB，即低字节在前。

        /// <summary>
        /// CRC16_LSB-MSB效验
        /// </summary>
        /// <param name="byteData">要进行计算的字节数组</param>
        /// <returns>计算后的数组</returns>
        public static byte[] ToMsbLsb(byte[] byteData)
        {
            byte[] CRC = new byte[2];
            byte[] crcSwtich = new byte[2];
            CRC = ToModbus(byteData);

            crcSwtich[0] = CRC[1]; //高位在后
            crcSwtich[1] = CRC[0]; //低位在前

            return crcSwtich;
        }

常见CRC参数模型如下：

CRC算法名称	多项式公式	宽度	多项式	初始值	结果异或值	输入值反转	输出值反转
CRC-4/ITU	x4 + x + 1	4	03	00	00	true	true
CRC-5/EPC	x4 + x3 + 1	5	09	09	00	false	false
CRC-5/ITU	x5 + x4 + x2 + 1	5	15	00	00	true	true
CRC-5/USB	x5 + x2 + 1	5	05	1F	1F	true	true
CRC-6/ITU	x6 + x + 1	6	03	00	00	true	true
CRC-7/MMC	x7 + x3 + 1	7	09	00	00	false	false
CRC-8	x8 + x2 + x + 1	8	07	00	00	false	false
CRC-8/ITU	x8 + x2 + x + 1	8	07	00	55	false	false
CRC-8/ROHC	x8 + x2 + x + 1	8	07	FF	00	true	true
CRC-8/MAXIM	x8 + x5 + x4 + 1	8	31	00	00	true	true
CRC-16/IBM	x6 + x5 + x2 + 1	16	8005	0000	0000	true	true
CRC-16/MAXIM	x6 + x5 + x2 + 1	16	8005	0000	FFFF	true	true
CRC-16/USB	x6 + x5 + x2 + 1	16	8005	FFFF	FFFF	true	true
CRC-16/MODBUS	x6 + x5 + x2 + 1	16	8005	FFFF	0000	true	true
CRC-16/CCITT	x6 + x2 + x5 + 1	16	1021	0000	0000	true	true
CRC-16/CCITT-FALSE	x6 + x2 + x5 + 1	16	1021	FFFF	0000	false	false
CRC-16/x5	x6 + x2 + x5 + 1	16	1021	FFFF	FFFF	true	true
CRC-16/XMODEM	x6 + x2 + x5 + 1	16	1021	0000	0000	false	false
CRC-16/DNP	x6 + x3 + x2 + x1 + x0 + x8 + x6 + x5 + x2 + 1	16	3D65	0000	FFFF	true	true
CRC-32	x2 + x6 + x3 + x2 + x6 + x2 + x1 + x0 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1	32	04C11DB7	FFFFFFFF	FFFFFFFF	true	true
CRC-32/MPEG-2	x32 + x6 + x3 + x2 + x6 + x2 + x1 + x0 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1	32	04C11DB7	FFFFFFFF	00000000	false	false

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