用模2除法计算CRC码的CRC校验软件设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业题目名称：用模2除法计算CRC码的CRC校验软件设计引言： 循环冗余码 CRC 检验技术广泛应用于测控及通信领域，CRC计算可以靠专用的硬件来实现，但是对于低成本的微控制器系统，在没有硬件支持下实现CRC检验，关键的问题就是如何通过软件来完成CRC计算，也就是CRC算法的问题。实验设计要求：C3用模2除法计算CRC码的CRC校验软件设计环境要求：Windows2000/XP/7；C；信息交换内容为文本文件；信息交换方式为共享文件编码要求：生成多项式为CRC-CCITT功

2、能要求：能在两台计算机机上运行程序，一台产生CRC码，另一台校验。课程设计目标： 用C语言设计课程程序，完成用模2出发计算CRC码的CRC校验软件设计，掌握CRC码的计算方法；掌握用C语言计算CRC码的算法；熟练并掌握C语言在通信网络中的编程实现方式及功能CRC 简介 CRC 校验的基本思想是利用线性编码理论，在发送端根据要传送的 k 位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的监督码（既 CRC 码）r 位，并附在信息后边，构成一个新的二进制码序列数共(k+r)位，最后发送出去。在接收端，则根据信息码和 CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。16 位的 CRC 码产生的规则

3、是先将要发送的二进制序列数左移 16 位（既乘以 162 ）后，再除以一个多项式，最后所得到的余数既是 CRC 码，如式（2-1）式所示，其中 B(X)表示 n 位的二进制序列数，G(X)为多项式，Q(X)为整数，R(X)是余数（既 CRC 码）。 （2-1）求CRC码所采用模 2 加减运算法则，既是不带进位和借位的按位加减，这种加减运算实际上就是逻辑上的异或运算，加法和减法等价，乘法和除法运算与普通代数式的乘除法运算是一样，符合同样的规律。生成CRC码的多项式如下，其中CRC-16 和CRC-CCITT产生 16 位的CRC码，而CRC-32 则产生的是 32 位的CRC码。 接收方将接收到

4、的二进制序列数（包括信息码和 CRC 码）除以多项式，如果余数为0，则说明传输中无错误发生，否则说明传输有误，关于其原理这里不再多述。用软件计算 CRC 码时，接收方可以将接收到的信息码求 CRC 码，比较结果和接收到的 CRC 码是否相同。CRC原理：CRC码为循环冗余校验码，基本表示方式为(n,k)，其中n为数据位数，k为校验码位数。CRC码校验的基本思想是利用线性编码理论,在发送端根据要传送的(n,k)位二进制码序列,以一定的规则产生一个校验用的监督码（既CRC码）r位,并附在信息后边,构成一个新的二进制码序列数共(k+r)位,最后发送出去。在接收端,则根据信息码和CRC码之间所遵循的规

5、则进行检验,以确定传送中是否出错。采用CRC校验时，发送方和接收方用同一个生成多项式g（x）,并且g（x）的首位和最后一位的系数必须为1。CRC的处理方法是：发送方以g（x）去除t（x），得到余数作为CRC校验码。校验时，以计算的校正结果是否为0为据，判断数据帧是否出错。CRC校验可以100地检测出所有奇数个随机错误和长度小于等于k（k为g（x）的阶数）的突发错误。所以CRC的生成多项式的阶数越高，那么误判的概率就越小。对于一个二进制序列数可以表示为式(3-1):求此二进制序列数的 CRC 码时，先乘以216 后（既左移 16 位），再除以多项式 G(X)，所得的余数既是所要求的 CRC 码。

6、如式(3-2)所示：可以设： 其中Qn(X ) 为整数， Rn (X )为 16 位二进制余数。将式(3-3)代入式(3-2)得：可以设：其中Qn-1 ( X ) 为整数，Rn-1( X ) 为 16 位二进制余数 ，将式(3-5)代入式(3-4)，如上类推，最后得到：根据CRC的定义，很显然，十六位二进制数 R0（X）既是我们要求的CRC码。式(3-5)是编程计算 CRC 的关键，它说明计算本位后的 CRC 码等于上一位 CRC 码乘以 2 后除以多项式，所得的余数再加上本位值除以多项式所得的余数。以下为求循环冗余码的函数：int crc_CCITT(int data_crc) int da

7、ta,ax,bx,cx; int px=0 x11021; data=data_crc; ax=0;bx=0; data15; data0;cx-) if(ax16)&0 x1=0 x1) ax=axpx; ax31; data16)&0 x1=0 x1) ax=axpx;return ax; 这段代码首先将data数据左移16位，即将数据乘以2的16次方，将数据的前17位放到ax中，ax存放的是每次与px做模二加的数据，同时data的前16位删除，接下来的循环操作是先判断ax数据的第17位是否为1，如果为1，则与px异或，即做模二加，如果不为1，则不作任何操作，然后将ax左移一位，因上面的操

8、作已将data的第17位置0，所以左移一位不会改变数据，然后将data中的第一位数据放到data的第1位，删除data的第一位，此操作后ax又变为啦17位操作数，循环结束后，已经将所有的数据都操作完，但是此时的余数为17位，我们需要的结果为16位，所以，还要又一次数据操作，即判断此时的ax第17位是否为1，如果为1，则与px模二加，得到最后的结果，如果不是1，则这时的结果即使我们需要的结果。设计的功能：1、用模二除法计算CRC码的CRC校验软件设计，生成多项式为CRC-CCITT。2、能在两台计算机机上运行程序，一台产生CRC码，另一台校验。信息交换内容为文本文件；信息交换方式为共享文件。3、

9、环境要求：Windows2000/XP/7 C。程序流程图：发送端（电脑甲） -文件共享-接收端（电脑乙）开始开始读取code.txt到code输入数据存入code接收的数据模二除多项式g(x)得到余项result计算CRC余项result=0?将CRC余项接在code的后面赋给codeCRC存入crc.txtcode存入code.txt传输失败传输正确，显示信息码结束结束程序清单：发送端：#include #include int crc;int crc_CCITT(int data_crc) int data,ax,bx,cx; int px=0 x11021; data=data_crc

10、; ax=0;bx=0; data15; data0;cx-) if(ax16)&0 x1=0 x1) ax=axpx; ax31; data16)&0 x1=0 x1) ax=axpx; data_crc=16; crc=ax; data_crc=data_crc+ax; printf(px=0 x%xn,px); printf(crc=%xn,crc); printf(code=%xn,data_crc); return data_crc;main() FILE *fp_crc,*fp_code; int crcnum; int ch; printf(n); printf(请输入数据：n)

11、; scanf(%x,&ch); crcnum=crc_CCITT(ch); fp_code=fopen(C:UsersyujunDesktop新建文件夹code.txt,w); fp_crc=fopen(C:UsersyujunDesktop新建文件夹crc.txt,w); fprintf(fp_code,%x,crcnum); fprintf(fp_crc,%x,crc); fclose(fp_crc); fclose(fp_code); printf(n); system(pause);接收端：#include #include int crc_CCITT(int data_crc) l

12、ong int data,ax,bx,cx; long int px=0 x11021; data=data_crc; ax=0;bx=0; data15; data0;cx-) if(ax16)&0 x1=0 x1) ax=axpx; ax31; data16)&0 x1=0 x1) ax=axpx; return ax;main() FILE *fp_code; int data_t; int ax,ch,crc; int n=16; fp_code=fopen(C:UsersyujunDesktop新建文件夹code.txt,r); fscanf(fp_code,%x,&ch); fcl

13、ose(fp_code); printf(n); printf(t文件读出数据为：%xn,ch); ax=chn; crc=crc_CCITT(ax); ch=n; if(crcch=0) printf(t数据传送准确无误n); printf(tcrc校验码为%xn,crc); else printf(数据错误！); printf(nt); system(pause);测试数据及其结果发送端：接收端：数据计算：Px=0 x11021=（）；Data=0 x2365=（101）2； 110 丿 10110 （10110）2=0 x6fb6； 正确数据计算。总结： 两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计中和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从从拿到题目到完成整个编程，从理论到实践，在两周的日子里看了大半天终于看懂了，看来看书得积极主动一点：CRC说了那么多实则是用一个规定的多项式（假设最高次是r,当然包含r+1位）把要发送的数据左移r位后，再去除那个多项式，当然会得到一个余数（设为r(x),）那么这