MODBUS协议CRC校验原理

MODBUS 协议 CRC 校验原理 MODBUS协议是串行通信协议，广泛应用于工业自动化领域，RS485 是一种常用的通讯总线。MODBUS 协议中的 CRC 校验是确保数据传输正确性的重要机制。下面将对 MODBUS 协议中的 CRC 校验原理进行详细解释。 一、循环校验码（CRC 码） CRC 码是数据通信领域中最常用的差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。CRC 码可以检测出数据传输中的错误，从而确保数据的正确性。 二、生成 CRC 码的基本原理 任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。例如：代码 1010111 对应的多项式为 x6+x4+x2+x+1，而多项式为 x5+x3+x2+x+1 对应的代码 101111。 三、CRC 码集选择的原则 设码字长度为 N，信息字段为 K 位，校验字段为 R 位(N=K+R)，则对于 CRC 码集中的任一码字，存在且仅存在一个 R 次多项式 g(x)，使得 V(x)=A(x)g(x)=xRm(x)+r(x)。其中：m(x) 为 K 次信息多项式，r(x) 为 R-1 次校验多项式，g(x) 称为生成多项式：g(x)=g0+g1x+ g2x2+...+g(R-1)x(R-1)+gRxR。 发送方通过指定的 g(x) 产生 CRC 码字，接收方则通过该 g(x) 来验证收到的 CRC 码字。 四、CRC 校验码软件生成方法 借助于多项式除法，其余数为校验字段。例如：信息字段代码为：1011001；对应 m(x)=x6+x4+x3+1；假设生成多项式为：g(x)=x4+x3+1；则对应 g(x) 的代码为：11001；x4m(x)=x10+x8+x7+x4 对应的代码记为：10110010000；采用多项式除法：得余数为：1010（即校验字段为：1010）。 发送方：发出的传输字段为：1 0 1 1 0 0 1 1 0 10；信息字段 校验字段 接收方：使用相同的生成码进行校验：接收到的字段/生成码（二进制除法）；如果能够除尽，则正确。 五、实践中的 CRC 校验 在实际项目中，CRC 校验非常重要，需要根据不同的场景选择合适的 CRC 校验算法。例如：CRC8=X8+X5+X4+1、CRC-CCITT=X16+X12+X5+1、CRC16=X16+X15+X5+1 等。 六、总结 MODBUS 协议中的 CRC 校验是确保数据传输正确性的重要机制。了解 CRC 校验原理和生成方法是实现可靠的数据传输的关键。同时，选择合适的 CRC 校验算法也非常重要，需要根据实际情况进行选择。