代码收藏家技术教程 2023-12-18

STM32中的CRC（循环冗余校验）详解

一、CRC的背景知识

1、什么是CRC

(1)CRC（Cyclic Redundancy Check），循环冗余校验
(2)什么是校验，为什么需要校验：数据传输，数据存储过程中需要使用到的
(3)什么是冗余：表示比实际上要传输的数据还要多
(4)校验实现的关键：冗余少、运算少、识错纠错能力强（有些算法只能识别错误但是无法纠错）

2、CRC原理介绍

(1)（N,K）码：N=K（数据信息）+R（校验码），K位信息码，R位校验码，N位总信息长度
(2)CRC多项式：由K位信息码计算得到R位校验码的算法，以移位（左移，右移）和mod2（取余）为主的叠加

3、CRC的实现方法：软件OR硬件

(1)纯软件实现，靠CPU的运算能力硬算。好处纯软件，坏处效率低（因为占用CPU资源）
(2)纯软件实现，查表确定。好处纯软件效率高，坏处死板且占内存（在表中查找相当于在内存中进行搜索）
(3)硬件实现，靠SoC内置的CRC运算模块实现（内部外设），类似于集成显卡（STM32就是使用内置的CRC）
(4)硬件实现，靠SoC外置的运算模块实现，类似于独立显卡，没必要。

4、CRC使用场景

主要用于数据传输和存储过程中随机引起的错误。但是CRC只能检验错误，但是无法纠错。

二、STM32使用CubeMX

1.CRC生成多项式计算

1.CRC16

1）CRC16表示最高位应该是2的16次方

2）因为是16，所以最高位16的系数应该是1，不能是0

3）0-15位，所以最高位16的系数不计算进去

4）1*x^16（不计算进去）+1*x^15+1*x^2+1*x^0=1000 0000 0000 0101=8005

2.配置

1.配置CRC

2.使用串口

3.HAL_CRC_Calculate VS HAL_CRC_Accumulate

Calculate和accumulate两者不同

calculate的计算与上一次的计算结果无关

accumulate的计算结果是从上一次的计算结果来的

如果你的计算是分成多次计算来实现，则调用【HAL_CRC_Accumulate】，如果算法是一次性实现完成则调用【HAL_CRC_Calculate 】

4.使用串口，添加串口相关的代码

在usart.c文件中添加

#ifdef __GNUC__//当前在Linux系统下
	#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else//在windows下
	#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
//PUTCHAR_PROTOTYPE 宏是一个用户在使用HAL库时可以自定义的宏，
//用于实现 printf 函数的输出重定向。
PUTCHAR_PROTOTYPE
//int fputc(int ch, FILE *f)
{
  /* Place your implementation of fputc here */
  /* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
	
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
  return ch;
}

5.代码编写

1.使用HAL_CRC_Calculate

/* USER CODE BEGIN PV */
uint32_t buf[]={0x11111111,0x22222222};//要发送的数据，自己随便定义一个
//存放crc
uint32_t crcValue=0;
/* USER CODE END PV */

  while (1)
  {
		//调试
		printf("使用rcr成功");
		HAL_Delay(100);
		
		printf("CRC test\r\n");
		//使用crc算法将发送的值记录起来
		crcValue=HAL_CRC_Calculate(&hcrc,buf,sizeof(buf)/sizeof(buf[0]));
		printf("crcValue=%x\r\n",crcValue);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }