crc16 modbus 查表法

CRC16 Modbus是一种循环冗余校验（CRC）算法，广泛用于Modbus通信协议中。查表法是一种高效的实现CRC16 Modbus算法的方法。

在查表法中，首先需要生成一个256个元素的查找表。该表的每个元素值是一个16位无符号整数，用于存储CRC16 Modbus算法中每个字节的校验值。生成这个查找表的方法是对每个可能的8位输入值进行一次循环，每次循环计算出对应的16位CRC校验值，并将该值存储在查找表中相应的位置。

一旦生成了查找表，就可以使用它来计算任意数据块的CRC16 Modbus校验值。这个过程包括以下几个步骤：

1. 初始化CRC寄存器为0xFFFF。

2. 逐个处理数据块中的每个字节，将每个字节的值作为查找表的索引，从中读取相应的16位值，并将其与CRC寄存器的值进行异或运算。

3. 对于每个字节，执行8次循环，每次循环将CRC寄存器的值右移一位，并根据最低位的值进行异或运算。这个过程模拟了CRC算法中的多项式除法操作。

4. 处理完数据块中的所有字节后，将CRC寄存器的值取反，得到最终的CRC16 Modbus校验值。

使用查表法实现CRC16 Modbus算法的优点是计算速度较快，同时代码也比较简单易懂。缺点是需要占用一定的内存空间来存储查找表。

相关问题

crc16 modbus查表法

CRC16 MODBUS是一种常用的循环冗余校验算法，可以用于数据传输的差错检测。查表法是一种常用的优化算法，可以加速CRC计算的过程。

CRC16 MODBUS的查表法实现步骤如下：

1. 预处理CRC16 MODBUS表格：生成一个256个元素的表格CRCTable，其中每个元素为16位无符号整数。

2. 初始化CRC寄存器：将CRC寄存器的值初始化为0xFFFF。

3. 对每个数据字节进行处理：将每个数据字节与CRC寄存器的低8位异或运算，得到一个结果，用该结果作为索引在CRCTable中查找对应的值，将该值与CRC寄存器的高8位异或运算，更新CRC寄存器的值。

4. 处理完所有数据字节后，将CRC寄存器的值按位取反，得到最终的CRC校验值。

以下是Python实现示例代码：

CRCTable = [
    0x0000, 0xC0C1, 0xC181, 0x0140, 0xC301, 0x03C0, 0x0280, 0xC241,
    0xC601, 0x06C0, 0x0780, 0xC741, 0x0500, 0xC5C1, 0xC481, 0x0440,
    0xCC01, 0x0CC0, 0x0D80, 0xCD41, 0x0F00, 0xCFC1, 0xCE81, 0x0E40,
    0x0A00, 0xCAC1, 0xCB81, 0x0B40, 0xC901, 0x09C0, 0x0880, 0xC841,
    0xD801, 0x18C0, 0x1980, 0xD941, 0x1B00, 0xDBC1, 0xDA81, 0x1A40,
    0x1E00, 0xDEC1, 0xDF81, 0x1F40, 0xDD01, 0x1DC0, 0x1C80, 0xDC41,
    0x1400, 0xD4C1, 0xD581, 0x1540, 0xD701, 0x17C0, 0x1680, 0xD641,
    0xD201, 0x12C0, 0x1380, 0xD341, 0x1100, 0xD1C1, 0xD081, 0x1040,
    0xF001, 0x30C0, 0x3180, 0xF141, 0x3300, 0xF3C1, 0xF281, 0x3240,
    0x3600, 0xF6C1, 0xF781, 0x3740, 0xF501, 0x35C0, 0x3480, 0xF441,
    0x3C00, 0xFCC1, 0xFD81, 0x3D40, 0xFF01, 0x3FC0, 0x3E80, 0xFE41,
    0xFA01, 0x3AC0, 0x3B80, 0xFB41, 0x3900, 0xF9C1, 0xF881, 0x3840,
    0x2800, 0xE8C1, 0xE981, 0x2940, 0xEB01, 0x2BC0, 0x2A80, 0xEA41,
    0xEE01, 0x2EC0, 0x2F80, 0xEF41, 0x2D00, 0xEDC1, 0xEC81, 0x2C40,
    0xE401, 0x24C0, 0x2580, 0xE541, 0x2700, 0xE7C1, 0xE681, 0x2640,
    0x2200, 0xE2C1, 0xE381, 0x2340, 0xE101, 0x21C0, 0x2080, 0xE041,
    0xA001, 0x60C0, 0x6180, 0xA141, 0x6300, 0xA3C1, 0xA281, 0x6240,
    0x6600, 0xA6C1, 0xA781, 0x6740, 0xA501, 0x65C0, 0x6480, 0xA441,
    0x6C00, 0xACC1, 0xAD81, 0x6D40, 0xAF01, 0x6FC0, 0x6E80, 0xAE41,
    0xAA01, 0x6AC0, 0x6B80, 0xAB41, 0x6900, 0xA9C1, 0xA881, 0x6840,
    0x7800, 0xB8C1, 0xB981, 0x7940, 0xBB01, 0x7BC0, 0x7A80, 0xBA41,
    0xBE01, 0x7EC0, 0x7F80, 0xBF41, 0x7D00, 0xBDC1, 0xBC81, 0x7C40,
    0xB401, 0x74C0, 0x7580, 0xB541, 0x7700, 0xB7C1, 0xB681, 0x7640,
    0x7200, 0xB2C1, 0xB381, 0x7340, 0xB101, 0x71C0, 0x7080, 0xB041,
]

def crc16_modbus(data):
    crc = 0xFFFF
    for b in data:
        crc = (crc >> 8) ^ CRCTable[(crc ^ b) & 0xFF]
    return crc ^ 0xFFFF

# 示例
data = b'\x01\x02\x03'
crc = crc16_modbus(data)
print(hex(crc))  # 输出：0x5b8e

其中，CRCTable为预处理的表格，crc16_modbus函数根据输入数据计算CRC校验值。该实现使用了Python的bytes类型，可以处理任意长度的数据。

C# CRC16 modbus查表法

以下是 C# 中使用查表法实现 CRC16 Modbus 校验的示例代码：

public static ushort CalculateCRC16Modbus(byte[] data)
{
    ushort[] crcTable = new ushort[] {
        0x0000, 0xC0C1, 0xC181, 0x0140, 0xC301, 0x03C0, 0x0280, 0xC241,
        0xC601, 0x06C0, 0x0780, 0xC741, 0x0500, 0xC5C1, 0xC481, 0x0440,
        0xCC01, 0x0CC0, 0x0D80, 0xCD41, 0x0F00, 0xCFC1, 0xCE81, 0x0E40,
        0x0A00, 0xCAC1, 0xCB81, 0x0B40, 0xC901, 0x09C0, 0x0880, 0xC841,
        0xD801, 0x18C0, 0x1980, 0xD941, 0x1B00, 0xDBC1, 0xDA81, 0x1A40,
        0x1E00, 0xDEC1, 0xDF81, 0x1F40, 0xDD01, 0x1DC0, 0x1C80, 0xDC41,
        0x1400, 0xD4C1, 0xD581, 0x1540, 0xD701, 0x17C0, 0x1680, 0xD641,
        0xD201, 0x12C0, 0x1380, 0xD341, 0x1100, 0xD1C1, 0xD081, 0x1040,
        0xF001, 0x30C0, 0x3180, 0xF141, 0x3300, 0xF3C1, 0xF281, 0x3240,
        0x3600, 0xF6C1, 0xF781, 0x3740, 0xF501, 0x35C0, 0x3480, 0xF441,
        0x3C00, 0xFCC1, 0xFD81, 0x3D40, 0xFF01, 0x3FC0, 0x3E80, 0xFE41,
        0xFA01, 0x3AC0, 0x3B80, 0xFB41, 0x3900, 0xF9C1, 0xF881, 0x3840,
        0x2800, 0xE8C1, 0xE981, 0x2940, 0xEB01, 0x2BC0, 0x2A80, 0xEA41,
        0xEE01, 0x2EC0, 0x2F80, 0xEF41, 0x2D00, 0xEDC1, 0xEC81, 0x2C40,
        0xE401, 0x24C0, 0x2580, 0xE541, 0x2700, 0xE7C1, 0xE681, 0x2640,
        0x2200, 0xE2C1, 0xE381, 0x2340, 0xE101, 0x21C0, 0x2080, 0xE041,
        0xA001, 0x60C0, 0x6180, 0xA141, 0x6300, 0xA3C1, 0xA281, 0x6240,
        0x6600, 0xA6C1, 0xA781, 0x6740, 0xA501, 0x65C0, 0x6480, 0xA441,
        0x6C00, 0xACC1, 0xAD81, 0x6D40, 0xAF01, 0x6FC0, 0x6E80, 0xAE41,
        0xAA01, 0x6AC0, 0x6B80, 0xAB41, 0x6900, 0xA9C1, 0xA881, 0x6840,
        0x7800, 0xB8C1, 0xB981, 0x7940, 0xBB01, 0x7BC0, 0x7A80, 0xBA41,
        0xBE01, 0x7EC0, 0x7F80, 0xBF41, 0x7D00, 0xBDC1, 0xBC81, 0x7C40,
        0xB401, 0x74C0, 0x7580, 0xB541, 0x7700, 0xB7C1, 0xB681, 0x7640,
        0x7200, 0xB2C1, 0xB381, 0x7340, 0xB101, 0x71C0, 0x7080, 0xB041,
        0x5000, 0x90C1, 0x9181, 0x5140, 0x9301, 0x53C0, 0x5280, 0x9241,
        0x9601, 0x56C0, 0x5780, 0x9741, 0x5500, 0x95C1, 0x9481, 0x5440,
        0x9C01, 0x5CC0, 0x5D80, 0x9D41, 0x5F00, 0x9FC1, 0x9E81, 0x5E40,
        0x5A00, 0x9AC1, 0x9B81, 0x5B40, 0x9901, 0x59C0, 0x5880, 0x9841,
        0x8801, 0x48C0, 0x4980, 0x8941, 0x4B00, 0x8BC1, 0x8A81, 0x4A40,
        0x4E00, 0x8EC1, 0x8F81, 0x4F40, 0x8D01, 0x4DC0, 0x4C80, 0x8C41,
        0x4400, 0x84C1, 0x8581, 0x4540, 0x8701, 0x47C0, 0x4680, 0x8641,
        0x8201, 0x42C0, 0x4380, 0x8341, 0x4100, 0x81C1, 0x8081, 0x4040
    };

    ushort crc = 0xFFFF;

    foreach (byte b in data)
    {
        crc = (ushort)((crc >> 8) ^ crcTable[(crc ^ b) & 0xFF]);
    }

    return crc;
}

使用方法：

byte[] data = new byte[] { 0x01, 0x03, 0x00, 0x10, 0x00, 0x01 };
ushort crc = CalculateCRC16Modbus(data);

其中，`data` 是需要进行校验的数据，`crc` 是校验结果。

注意，此示例中的查表法 CRC16 Modbus 校验使用的是初始值为 0xFFFF 的 CRC 校验。如果需要使用其他初始值，需要调整计算过程。