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C语言CRC-32 STM32格式校验函数

网友: 文章列表 2024-03-22 01:46:38

C语言CRC-32 STM32格式校验函数

C语言CRC-32 STM32格式校验函数

CRC-32校验产生4个字节长度的数据校验码，通过计算得到的校验码和获得的校验码比较，用于验证获得的数据的正确性。基本的CRC-32校验算法实现，参考： C语言标准CRC-32校验函数

不同厂家通过对输入数据前处理和输出数据后处理的方式不同，又产生了不同的厂家校验函数，这里介绍STM32硬件CRC对应格式的CRC-32校验函数。STM32格式对输入数据，只有预置值为0XFFFF（当做最初的余数）的前处理。但STM32硬件CRC计算函数需要输入值为32位数组/指针，所以对应的软件CRC实现也不支持输入为字节数组或双字节数组

生成多项式为x^32 + x^26 + x^23 + x^22 + x^16 + x^12 + x^11 + x^10 + x^8 + x^7 + x^5 + x^4 + x^2 + x^1 + 1

由于反向算法更适合于有输入字节倒位序和输出整体数据倒位序的情况，这里只介绍正向算法。实际上，STM32的CRC计算规则基本上与CRC-32 MPEG-2格式校验函数一样，只在每个32位数据内部的字节序顺序不同，所以把CRC-32 MPEG-2格式校验函数介绍的算法中采用32位输入数据的校验函数修改即可得到STM32的CRC-32校验函数。

CRC-32 MPEG-2格式校验函数为：
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
相对而言，CRC-32 MPEG-2格式校验函数里做了32位数据内部的字节倒序。而STM32格式校验函数里不做32位数据内部字节倒序。

正向算法

正向算法是符合标准CRC-32的计算理论，从左向右计算，也即计算过程中移位时，向左移出。算法的实现如下：

CRC-32 STM32格式校验函数（32位输入数据格式）：

uint32_t PY_CRC_32_T32_STM32(uint32_t *di, uint32_t len)
{uint32_t crc_poly = 0x04C11DB7;  //X^32+X^26+X^23+X^22+X^16+X^12+X^11+X^10+X^8+X^7+X^5+X^4+X^2+X^1+1 total 32 effective bits without X^32.//uint32_t data_t = 0; //CRC registeruint32_t data_t = 0xffffffff; //CRC registerfor(uint32_t i = 0; i < len; i++){data_t ^= di[i]; //32-bit datafor (uint8_t j = 0; j < 32; j++){if (data_t & 0x80000000)data_t = (data_t << 1) ^ crc_poly;elsedata_t <<= 1;}}return (data_t);
}

STM32硬件CRC校验

这里以STM32CUBEIDE环境，STM32F401CCU6芯片为例介绍硬件CRC的计算。

首先建立基本工程并配置时钟：
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
打开硬件CRC功能模块：
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
保存并生成基本工程：
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
在代码里调用硬件CRC-32计算函数即可，其定义为：

/* @brief  Compute the 32-bit CRC value of a 32-bit data buffer*         starting with hcrc->Instance->INIT as initialization value.* @param  hcrc CRC handle* @param  pBuffer pointer to the input data buffer.* @param  BufferLength input data buffer length (number of uint32_t words).* @retval uint32_t CRC (returned value LSBs for CRC shorter than 32 bits)*/
uint32_t HAL_CRC_Calculate(CRC_HandleTypeDef *hcrc, uint32_t pBuffer[], uint32_t BufferLength)
{uint32_t index;      /* CRC input data buffer index */uint32_t temp = 0U;  /* CRC output (read from hcrc->Instance->DR register) *//* Change CRC peripheral state */hcrc->State = HAL_CRC_STATE_BUSY;/* Reset CRC Calculation Unit (hcrc->Instance->INIT is*  written in hcrc->Instance->DR) */__HAL_CRC_DR_RESET(hcrc);/* Enter 32-bit input data to the CRC calculator */for (index = 0U; index < BufferLength; index++){hcrc->Instance->DR = pBuffer[index];}temp = hcrc->Instance->DR;/* Change CRC peripheral state */hcrc->State = HAL_CRC_STATE_READY;/* Return the CRC computed value */return temp;
}

STM32硬件和软件CRC计算效果

通过如下代码定义即可比较硬件CRC和软件CRC计算结果：

uint32_t crc32_rst1 = 0;
uint32_t crc32_rst2 = 0;
crc32_rst1 = HAL_CRC_Calculate(&hcrc, "C-R-C-32", strlen("C-R-C-32")/4);
crc32_rst2 = PY_CRC_32_T32_STM32("C-R-C-32", strlen("C-R-C-32")/4);```

打开STM32CUBEIDE的“”现场表达式功能：
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
并在现场表达式里加入两个变量名crc32_rst1和crc32_rst2.
编译下载并debug代码，在现场表达式里即可看到硬件CRC和软件CRC的计算值相同：
C语言CRC-32 STM32格式校验函数

STM32可配置硬件CRC

一部分STM32芯片如STM32H743支持硬件CRC格式配置，在默认配置下，即和不能配置的硬件CRC格式相同：
C语言CRC-32 STM32格式校验函数

可以根据需要配置和默认CRC校验格式不同的CRC校验格式：

可设置校验多项式，不限于CRC-32
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
可设置计算初始值
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
可设置输入数据反序
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
可设置输出数据反序
C语言CRC-32 STM32格式校验函数
可设置输入数据基本宽度
C语言CRC-32 STM32格式校验函数

对应的软件CRC算法可以从基本原理的CRC校验函数修改实现：
C语言标准CRC-8校验函数
C语言标准CRC-16校验函数
C语言标准CRC-32校验函数

–End-

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