前面已經(jīng)分析過RTU幀和ASCII幀的報(bào)文區(qū)別，細(xì)心的朋友應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn)在兩種不同的報(bào)文傳輸模式下都有一個(gè)共同的組成部分——差錯(cuò)校驗(yàn)。

這個(gè)差錯(cuò)校驗(yàn)在RTU模式和ASCII模式下也不是不相同的。看下面的對(duì)比：

RTU模式的差錯(cuò)校驗(yàn)：

ASCII模式的差錯(cuò)校驗(yàn)：

總而言之，RTU模式下用的是CRC校驗(yàn)，ASCII模式下用的是LRC校驗(yàn)。

下面會(huì)說明這兩者不同的校驗(yàn)方式是怎么實(shí)現(xiàn)的。

1、RTU模式的CRC校驗(yàn)

在 RTU 模式中基于循環(huán)冗余校驗(yàn) ( CRC - - Cyclical Redundancy

Checking) 算法的錯(cuò)誤檢驗(yàn)域。CRC 域檢驗(yàn)整個(gè)報(bào)文的內(nèi)容。不管報(bào)文有無奇偶校驗(yàn)，均執(zhí)行此檢驗(yàn)。

CRC 包含由兩個(gè) 8 位字節(jié)組成的一個(gè) 16 位值，作為報(bào)文的最后的域附加在報(bào)文之后。計(jì)算后，首先附加低字節(jié)，然后是高字節(jié)。CRC高字節(jié)為報(bào)文發(fā)送的最后一個(gè)子節(jié)。

附加在報(bào)文后面的 CRC 的值由發(fā)送設(shè)備計(jì)算。接收設(shè)備在接收?qǐng)?bào)文時(shí)重新計(jì)算 CRC 的值，并將計(jì)算結(jié)果于實(shí)際接收到的 CRC 值相比較。如果兩個(gè)值不相等，則為錯(cuò)誤。這樣的操作是可以防止數(shù)據(jù)在傳送過成發(fā)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致最后出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

（1）CRC生成的原理

CRC 的生成過程中， 每個(gè) 8–位字符與寄存器中的值異或。然后結(jié)果向最低有效位 (LSB) 方向移動(dòng)(Shift) 1 位，而最高有效位 (MSB) 位置充零。 然后提取并檢查 LSB：如果 LSB 為 1， 則寄存器中的值與一個(gè)固定的預(yù)置值異或；如果 LSB 為 0， 則不進(jìn)行異或操作。

這個(gè)過程將重復(fù)直到執(zhí)行完 8 次移位。完成最后一次（第 8 次）移位及相關(guān)操作后，下一個(gè) 8位字節(jié)與寄存器的當(dāng)前值異或，然后又同上面描述過的一樣重復(fù) 8 次。當(dāng)所有報(bào)文中子節(jié)都運(yùn)算之后得到的寄存器中的最終值，就是 CRC。

（2）CRC的生成過程

1. 將一個(gè) 16 位寄存器裝入十六進(jìn)制 FFFF (全 1). 將之稱作 CRC 寄存器.
2. 將報(bào)文的第一個(gè) 8 位字節(jié)與 16 位 CRC 寄存器的低字節(jié)異或，結(jié)果置于 CRC 寄存器.
3. 將 CRC 寄存器右移 1 位 (向 LSB 方向)， MSB 充零. 提取并檢測(cè) LSB.
4. (如果 LSB 為 0): 重復(fù)步驟 3 (另一次移位).(如果 LSB 為 1): 對(duì) CRC 寄存器異或多項(xiàng)式值 0xA001 (1010 0000 0000 0001).
5. 重復(fù)步驟 3 和 4，直到完成 8 次移位。當(dāng)做完此操作后，將完成對(duì) 8 位字節(jié)的完整操作。
6. 對(duì)報(bào)文中的下一個(gè)字節(jié)重復(fù)步驟 2 到 5，繼續(xù)此操作直至所有報(bào)文被處理完畢。
7. CRC 寄存器中的最終內(nèi)容為 CRC 值.
8. 當(dāng)放置 CRC 值于報(bào)文時(shí)，高低字節(jié)必須交換。

流程圖如下：

（3）CRC校驗(yàn)生成的算法實(shí)現(xiàn)

CRC的計(jì)算一般是用查表法實(shí)現(xiàn)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算速度快，缺點(diǎn)是占用內(nèi)存資源多。

CRC的高字節(jié)表如下：

static unsigned char auchCRCHi[] = {
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40
} ;

CRC的低字節(jié)表如下：

static char auchCRCLo[] = {
0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4,
0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD,
0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7,
0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE,
0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2,
0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB,
0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91,
0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88,
0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,
0x40
};

CRC的生成函數(shù)如下：

unsigned short CRC16 ( puchMsg， usDataLen ) /* 函數(shù)以 unsigned short 類型返回 CRC */
{
    unsigned char *puchMsg ; /* 用于計(jì)算 CRC 的報(bào)文 */
    unsigned short usDataLen ; /* 報(bào)文中的字節(jié)數(shù) */
    unsigned char uchCRCHi = 0xFF ; /* CRC 的高字節(jié)初始化 */
    unsigned char uchCRCLo = 0xFF ; /* CRC 的低字節(jié)初始化 */
    unsigned uIndex ; /* CRC 查詢表索引 */


    while (usDataLen--) /* 完成整個(gè)報(bào)文緩沖區(qū) */
    {
            uIndex = uchCRCLo ^ *puchMsgg++ ; /* 計(jì)算 CRC */
            uchCRCLo = uchCRCHi ^ auchCRCHi[uIndex} ;
            uchCRCHi = auchCRCLo[uIndex] ;
    }


    return (uchCRCHi < < 8 | uchCRCLo) ;
}

（4）CRC校驗(yàn)碼添加到報(bào)文中

當(dāng) 16 位 CRC (2 個(gè) 8 位字節(jié)) 在報(bào)文中傳送時(shí)，低位字節(jié)首先發(fā)送，然后是高位字節(jié)。

例如， 如果 CRC 值為十六進(jìn)制 1241 (0001 0010 0100 0001)，如下：

2、ASCII模式的LRC校驗(yàn)

（1）LRC的生成原理

縱向冗余校驗(yàn)(LRC)為一個(gè)字節(jié)，含有 8 位二進(jìn)制值。LRC 由發(fā)送設(shè)備計(jì)算，并附加 LRC 到報(bào)文。接收設(shè)備在接收文時(shí)計(jì)算 LRC, 并將計(jì)算的結(jié)果與在 LRC 接收到的實(shí)際值相比較，如果兩個(gè)值不相等，則結(jié)果為錯(cuò)。

LRC 的計(jì)算, 對(duì)報(bào)文中的所有的連續(xù) 8 位字節(jié)相加，忽略任何進(jìn)位，然后求出其二進(jìn)制補(bǔ)碼。

LRC 為一個(gè) 8 位域，那么每個(gè)會(huì)導(dǎo)致值大于 255 新的相加只是簡(jiǎn)單的將域的值在零”回繞”。因?yàn)闆]有第 9 位，進(jìn)位被自動(dòng)放棄。

（2）LRC的生成過程

1.不包括起始”冒號(hào)”和結(jié)束 CRLF 的報(bào)文中的所有字節(jié)相加到一個(gè) 8 位域，故此進(jìn)位被丟棄。
2.從 FF (全 1)十六進(jìn)制中減去域的最終值，產(chǎn)生 1 的補(bǔ)碼(二進(jìn)制反碼)。
3.加 1 產(chǎn)生二進(jìn)制補(bǔ)碼.

（3）LRC校驗(yàn)生成的算法

static unsigned char LRC(auchMsg， usDataLen) /* 函數(shù)返回 unsigned char 類型的 LRC 結(jié)果*/
{
    unsigned char *auchMsg ; /* 要計(jì)算 LRC 的報(bào)文*/
    unsigned short usDataLen ; /* 報(bào)文的字節(jié)數(shù) */
    unsigned char uchLRC = 0 ; /* LRC 初始化 */


    while (usDataLen--) /* 完成整個(gè)報(bào)文緩沖區(qū) */
        uchLRC += *auchMsg++ ; /* 緩沖區(qū)字節(jié)相加，無進(jìn)位 */


    return ((unsigned char)(-((char)uchLRC))) ; /* 返回二進(jìn)制補(bǔ)碼 */
}

（4）將LRC校驗(yàn)碼添加到報(bào)文中

當(dāng) 8 位 LRC (2 個(gè) ASCII 字符) 在報(bào)文中傳送時(shí)，高位字符首先發(fā)送，然后是低位字符。

例如，如果 LRC 值為十六進(jìn)制 61 (0110 0001)，如下：