CRC16校验算法及C语言实现_crc16 c语言计算代码

前言

本文承接CRC校验算法及C语言实现，继续实现CRC16的校验算法。

1、CRC16常见几个标准的算法

CRC16常见的标准有以下几种，被用在各个规范中，其算法原理基本一致，就是在数据的输入和输出有所差异，下边把这些标准的差异列出，并给出C语言的算法实现。

2、CRC16校验算法

定义多项式和初始值及结果处理（根据上表）：

#define POLYNOMIAL 0x1021
#define POLY_INIT  0x0000
#define POLY_END   0x0000
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CRC16代码实现方式（通用）：

uint16_t crc16(uint8_t *ptr, unsigned char len,uint8_t input_invert)
{
    unsigned char i; 
    uint16_t crc=POLY_INIT; /* 计算的初始crc值 */ 
    const uint16_t polynomial= POLYNOMIAL;

        while(len--)
        {
			if(input_invert)
			{
				crc ^= (uint16_t)(*ptr++);  /* 每次先与需要计算的数据异或,计算完指向下一数据 */ 
				for (i=8; i>0; --i)   /* 下面这段计算过程与计算一个字节crc一样 */  
				{ 
					if (crc & 0x0001)
						crc = (crc >> 1) ^ (uint16_t)reverse_bits(polynomial,16);
					else
						crc = (crc >> 1);
				}
				//printf("0x%.4x, ", crc);
			}else{
				crc ^=((uint16_t)(*ptr++)<<8);
				for (i=8; i>0; --i)   /* 下面这段计算过程与计算一个字节crc一样 */  
				{ 
					if (crc & 0x8000)
						crc = (crc << 1) ^ polynomial;
					else
						crc = (crc << 1);
				}
				//printf("0x%.4x, ", crc);
			}

        }

	crc=crc^POLY_END;
    return (crc); 
}

优化时间（空间换时间）
uint16_t crc16_plus(uint8_t *ptr, unsigned char len,uint8_t input_invert)
{
    unsigned char i; 
    uint16_t index;
    uint16_t to_xor;
    uint16_t crc=POLY_INIT; /* 计算的初始crc值 */ 
    const uint16_t polynomial= POLYNOMIAL;

        while(len--)
        {
			if(input_invert)
			{
				index= (crc ^(uint16_t)(*ptr++))&0xFF;  
				to_xor=index;
				for (i=8; i>0; --i)   /* 下面这段计算过程与计算一个字节crc一样 */  
				{ 
					if (to_xor & 0x0001)
						to_xor = (to_xor >> 1) ^ (uint16_t)reverse_bits(polynomial,16);
					else
						to_xor = (to_xor >> 1);
				}
				crc=(crc>>8)^to_xor;
			}else
			{
			    index= (crc ^((uint16_t)(*ptr++)<<8))&0xFF00;  
				to_xor=index;
				for (i=8; i>0; --i)   /* 下面这段计算过程与计算一个字节crc一样 */  
				{ 
					if (to_xor & 0x8000)
						to_xor = (to_xor << 1) ^ polynomial;
					else
						to_xor = (to_xor << 1);
				}
				//printf("0x%.4x, ", crc);
				//printf("0x%.4x, ", to_xor);
				crc=(crc<<8)^to_xor;
			}

        }
    
	crc=crc^POLY_END;
    return (crc); 
}
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3、CRC16的查表表格生成及使用

校验码表格元素生成：

uint16_t crc16_cal_table(uint8_t value,uint8_t input_invert)
{
    unsigned char i;
    uint16_t crc=POLY_INIT; /* 计算的初始crc值 */ 
    const uint16_t polynomial= POLYNOMIAL;

	if(input_invert)
	{
		crc =(uint16_t)value;
		for (i=8; i>0; --i)   /* 下面这段计算过程与计算一个字节crc一样 */  
		{ 
			if (crc & 0x0001)
				crc = (crc >> 1) ^ (uint16_t)reverse_bits(polynomial,16);
			else
				crc = (crc >> 1);
		}
		//printf("0x%.4x, ", crc);
	}else{
		crc =(((uint16_t)value)<<8);
		for (i=8; i>0; --i)   /* 下面这段计算过程与计算一个字节crc一样 */  
		{ 
			if (crc & 0x8000)
				crc = (crc << 1) ^ polynomial;
			else
				crc = (crc << 1);
		}
		//printf("0x%.4x, ", crc);
	}
	crc=crc^POLY_END;
    return crc;
}
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查表计算校验码函数：

 uint16_t crc16_calc(const uint8_t *data, uint8_t len,uint8_t input_invert) {
     uint16_t crc = POLY_INIT;
 	uint16_t i;

	 if(input_invert)
	 {
		 for (i = 0; i < len; i++) {
			 crc = (crc >> 8) ^ crc16_table[(crc ^ data[i]) & 0xFF];
		 }
	 }else
	 {
	     for (i = 0; i < len; i++) {
			 crc = (crc << 8) ^ crc16_table[((crc>>8) ^ data[i]) & 0xFF];
		 }
	 }

     return crc;
 }
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表格生成函数（输出完整表格）：

void  create_crc16_table(void)
{
    unsigned short i;
    unsigned char j;
	printf("unsigned uint16_t crc16_table[256] =\n{");
 
    for (i=0; i<=0xFF; i++)
    {
        if (0 == (i%16))
            printf("\n");
 
        j = i&0xFF;
            printf("0x%.4x, ", crc16_cal_table (j));  /*依次计算每个字节的crc校验值*/
		
		if(i==0xFF){
		    printf("\n");
			break;
		}
    }
	printf("};");
}
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按位颠倒：

uint32_t reverse_bits(uint32_t num, int num_bits) {
    uint32_t result = 0;
    int i;
    for (i = 0; i < num_bits; i++) {
        result = (result << 1) | (num & 1);
        num >>= 1;
    }
    return result;
}
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以上代码均通过验证。

因为篇幅较长，CRC8及CRC32请移步以下链接：
CRC8校验算法及C语言实现：https://blog.csdn.net/qq_28149763/article/details/134491529?spm=1001.2014.3001.5502
CRC32校验算法及C语言实现：https://blog.csdn.net/qq_28149763/article/details/134492023
PDF文档已上传（包括CRC8+CRC16+CRC32）：https://download.csdn.net/download/qq_28149763/88552040