C语言modbus rtu协议 crc校验

Modbus RTU（Remote Terminal Unit）协议是一种用于工业自动化通信的串行通信协议，常用于设备间的数据交换。CRC（循环冗余检查）校验是一种错误检测技术，在 Modbus RTU 中用于确认接收的数据是否完整无误。

CRC 校验的过程通常包含以下几个步骤：
1. **生成多项式**: 根据协议规定选择一个固定的CRC生成多项式，比如Modbus RTU常用的是CRC-16，其生成多项式是0x8005。
2. **初始化寄存器**: CRC计算过程中需要一个初始值（通常为全零），将其加载到CRC寄存器。
3. **将每个数据位加到CRC寄存器**: 每次接收到一个数据位，都会异或到CRC寄存器上，并通过多项式进行除法运算。
4. **处理奇偶校验**: 如果数据位为1，则寄存器右移一位并加上生成多项式的倒数；如果为0则直接右移。
5. **最终模2除法**: 当所有数据处理完毕后，对CRC寄存器的内容进行模2除法，得到的结果就是CRC校验码。

发送端会在数据包尾部添加CRC校验码，接收端会重新计算并验证。如果两者一致，说明数据传输正确；如果不一致，则可能存在错误，需要重传或报告错误。

相关问题

c语言modbus rtu协议源码

以下是一个简单的C语言Modbus RTU协议源码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>

#define DEVICE "/dev/ttyUSB0"
#define BAUDRATE B9600
#define SLAVE_ADDR 1

int fd;

void modbus_send(unsigned char *buf, int len)
{
    write(fd, buf, len);
}

int modbus_recv(unsigned char *buf, int max_len)
{
    int n = read(fd, buf, max_len);
    if (n < 0) {
        perror("read");
        exit(1);
    }
    return n;
}

int modbus_crc(unsigned char *buf, int len)
{
    unsigned short crc = 0xFFFF;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        crc ^= buf[i];
        for (int j = 0; j < 8; j++) {
            if (crc & 0x0001) {
                crc >>= 1;
                crc ^= 0xA001;
            } else {
                crc >>= 1;
            }
        }
    }
    return crc;
}

void modbus_read_input_registers(int addr, int reg, int count, unsigned char *buf)
{
    unsigned char req[] = {SLAVE_ADDR, 0x04, reg >> 8, reg & 0xFF, count >> 8, count & 0xFF};
    int req_len = sizeof(req);
    unsigned short crc = modbus_crc(req, req_len);
    unsigned char req_buf[256];
    memcpy(req_buf, req, req_len);
    req_buf[req_len] = crc & 0xFF;
    req_buf[req_len + 1] = crc >> 8;
    int req_buf_len = req_len + 2;
    modbus_send(req_buf, req_buf_len);

    int res_len = 5 + 2 * count;
    unsigned char res_buf[256];
    modbus_recv(res_buf, res_len);

    if (res_buf[0] != SLAVE_ADDR || res_buf[1] != 0x04 || res_buf[2] != res_len - 5) {
        printf("Error: invalid response\n");
        exit(1);
    }

    unsigned short crc1 = modbus_crc(res_buf, res_len - 2);
    unsigned short crc2 = res_buf[res_len - 2] | (res_buf[res_len - 1] << 8);
    if (crc1 != crc2) {
        printf("Error: CRC mismatch\n");
        exit(1);
    }

    memcpy(buf, res_buf + 3, 2 * count);
}

int main()
{
    fd = open(DEVICE, O_RDWR | O_NOCTTY);
    if (fd < 0) {
        perror(DEVICE);
        exit(1);
    }

    struct termios tty;
    memset(&tty, 0, sizeof(tty));
    if (tcgetattr(fd, &tty) < 0) {
        perror("tcgetattr");
        exit(1);
    }
    cfsetospeed(&tty, BAUDRATE);
    cfsetispeed(&tty, BAUDRATE);
    tty.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    tty.c_cflag &= ~CSIZE;
    tty.c_cflag |= CS8;
    tty.c_cflag &= ~PARENB;
    tty.c_cflag &= ~CSTOPB;
    tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;
    tty.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
    tty.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
    tty.c_iflag &= ~(INLCR | ICRNL | IGNCR);
    tty.c_oflag &= ~(ONLCR | OCRNL);
    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) < 0) {
        perror("tcsetattr");
        exit(1);
    }

    unsigned char buf[256];
    modbus_read_input_registers(SLAVE_ADDR, 0x1000, 10, buf);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        unsigned short val = (buf[i * 2] << 8) | buf[i * 2 + 1];
        printf("Reg[%d] = %d\n", i, val);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

该示例使用Linux系统的串行端口驱动程序读取Modbus RTU从设备的输入寄存器。它使用了基本的Modbus RTU帧格式，并计算帧的CRC校验码。注意，该示例仅作为参考，实际应用中还需要进行更多的错误检查和处理。

Modbus RTU的CRC校验采用的哪种方式？现有一组modbus rtu数据，0x01 0x03 0x00 0x00 0x00 0x02 0xc4 0x0b，其中最后两个字节是CRC高字节、CRC低字节，请判断该CRC校验的方式，并给出C语言的校验码计算函数

Modbus RTU协议通常采用循环冗余检查（CRC）16/CCITT作为错误检测机制。CRC16是一种简单的校验算法，它通过将输入数据序列与其生成的固定长度校验码结合，确保数据传输的完整性和正确性。

对于您提供的数据0x01 0x03 0x00 0x00 0x00 0x02 0xc4 0x0b，我们首先需要确定是否包括地址和功能码。如果只考虑CRC部分，我们需要从第7位开始算起，因为CRC的数据范围是从0x00到0xff，所以实际的数据用于计算的是0xc4 0x0b这两位。

下面是一个简单的C语言函数，用于计算CRC16/CCITT校验码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define CRC16_TAB {0x0000, 0x8005, 0x800F, 0x000A, 0x801B, 0x001E, 0x0014, 0x8011, ...} // 需要完整的16位CRC16_TAB数组

uint16_t crc16_ccitt(uint8_t *data, uint16_t len) {
    uint16_t crc = 0xFFFF;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        crc ^= data[i];
        for (int j = 0; j < 8; j++) {
            if (crc & 0x0001)
                crc = (crc >> 1) ^ CRC16_TAB[(crc & 0xFF00) >> 8];
            else
                crc >>= 1;
        }
    }
    return crc;
}

// 使用示例
int main() {
    uint8_t input[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0xc4, 0x0b}; // 假设只有CRC部分
    uint16_t calculated_crc = crc16_ccitt(input + 5, 2); // 从第7位开始
    printf("Calculated CRC: %04X\n", calculated_crc);
    // 然后比较实际值与计算结果
    return 0;
}

注意，这个例子假设了CRC16_TAB数组已预先填充好了，你需要根据Modbus RTU的标准或者实际使用的CRC16生成表来替换。如果你提供完整的CRC16_TAB，我可以帮助你完成计算。