MODBUS RTU CRC校验算法详解

"MODBUS-RTU模式的CRC校验算法" 在MODBUS-RTU通信协议中，数据的完整性和准确性至关重要。为了确保传输的数据不被错误地改变，MODBUS-RTU使用了循环冗余校验（CRC）算法来进行错误检测。CRC是一种广泛应用于数据通信和存储中的错误检测方法，它通过对传输数据进行特定的数学运算来生成一个简短的校验码，接收端通过同样的算法计算并比较这个校验码，从而判断数据是否在传输过程中发生了错误。 MODBUS-RTU协议规定，每个消息帧由起始地址、功能代码、数据域、CRC16和结束字符组成。CRC16是消息帧的关键部分，它包含两个字节的校验和，用于验证消息的正确性。CRC计算基于二进制除法，使用了一个预定义的多项式，对于MODBUS-RTU，这个多项式通常表示为X^16 + X^12 + X^5 + 1，其十六进制值为0xA001。 在提供的代码片段中，`fun_SerialCRC`函数就是一个实现CRC16校验的示例，使用了快速CRC计算方法。函数接受一个指向待校验数据的指针`puchMsg`和数据长度`usDataLen`作为输入参数。函数内部的`auchCRCHi`数组存储了256个预先计算好的CRC高位字节值，这是快速CRC计算的基础，通过查找表的方式减少了实际的计算量。 在CRC计算过程中，首先将初始CRC寄存器设置为全1（即FFFF），然后对消息帧中的每个字节执行以下步骤： 1. 将当前字节与CRC寄存器的高位字节异或。 2. 使用异或结果查表得到新的CRC高位字节。 3. 将CRC寄存器左移一位，如果最右边的位是1，则用CRC低位字节（通常初始化为0）与多项式中的最高位（X^16）进行异或操作。 重复以上步骤，直到处理完所有数据字节。最后，CRC寄存器的值就是CRC16校验码，将其放在消息帧的末尾。 这个过程在实际编程时，可以简化为两个步骤：一个查找表操作（使用`auchCRCHi`数组）和一个简单的位操作（左移和异或）。这样做的好处是显著提高了CRC计算的效率，尤其在处理大量数据时。 在MODBUS-RTU通信中，正确实现CRC校验是至关重要的，因为即使一个小小的比特错误也可能导致整个消息的误解。因此，理解和掌握这种经典CRC算法对于开发和调试MODBUS-RTU协议的应用程序是必不可少的。