AVR單片機CRC校驗碼的查表與直接生成

摘要：循環(huán)冗余碼校驗CRC是常用的重要校驗方法之一。AVR高速嵌入式單片機功能強大，在無線數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用方面具有很大優(yōu)勢。本文基于Atmega128高速嵌入式單片機，實現(xiàn)32位CRC校驗碼的直接生成法和查表生成法；根據(jù)實驗結(jié)果，分析兩種方法的特點。

    關(guān)鍵詞：Atmega128 CRC校驗碼 CRC生成表 數(shù)據(jù)段

引 言

　　隨著技術(shù)的不斷進步，各種數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用越來越廣泛。由于傳輸距離、現(xiàn)場狀況、干擾等諸多因素的影響，設(shè)備之間的通信數(shù)據(jù)常會發(fā)生一些無法預(yù)測的錯誤。為了降低錯誤所帶來的影響，一般在通信時采用數(shù)據(jù)校驗的辦法，而循環(huán)冗余碼校驗是常用的重要校驗方法之一。

　　AVR高速嵌入式單片機是8位RISC MCU，執(zhí)行大多數(shù)指令只需一個時鐘周期，速度快（8MHz AVR的運行速度約等于200MHz 80C51的運行速度），32個通用寄存器直接與ALU相連，消除了運算瓶頸；內(nèi)嵌可串行下載或自我編程的Flash和EPPROM，功能繁多，具有多種運行模式。

　　本文采用Atmel公司的Atmega128高速嵌入式單片機，依照IEEE 1999年公布的802.11無線局域網(wǎng)協(xié)議標準，采用32位循環(huán)冗余校驗碼（Cyclic Redundancy Check）實現(xiàn)無線傳輸數(shù)據(jù)時的差錯校驗。

1 CRC循環(huán)冗余校驗碼原理

    1.1 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸�格�?/p>

　　根據(jù)IEEE制定的802.11無線局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在數(shù)據(jù)傳輸時都應(yīng)按照幀傳輸。這里，我們采用了信息處理系統(tǒng)－數(shù)據(jù)通信－高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程－幀結(jié)構(gòu)，它的每個幀由下列字段組成（傳輸順序自左至右）：

地 址控  制信  息CRC校驗位

地址——數(shù)據(jù)站地址字段；

控制——控制字段。

信息——信息字段；

CRC校驗位——根據(jù)前面三個字段生成的CRC校驗位。

由地址、控制、信息三個字段組成的總的字段統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)段。

    1.2 CRC校驗碼的理論生成方法

　　CRC校驗采用多項式編碼方法，被處理的數(shù)據(jù)塊可以看作是一個n階的二進制多項式。這里，假定待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)段為g(x)，生成多項式為 m(x)，得到的CRC校驗碼為c(x)。

　　CRC校驗碼的編碼方法是用待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)g(x)除以生成多項式m(x)，將最后的余數(shù)作為CRC校驗碼，實現(xiàn)步驟如下。

　　 ① 設(shè)待發(fā)送的數(shù)據(jù)塊是m位的二進制多項式 g(x)，生成多項式為r階的m(x)。在數(shù)據(jù)塊的末尾添加r個0，數(shù)據(jù)塊的長度增加到m+r位，對應(yīng)的二進制多項式為G(x) 。

　�、� 用生成多項式m(x)去除G(x) ，求得余數(shù)為階數(shù)是r-1的二進制多項式c(x)。此二進制多項式 c(x)就是g(x)經(jīng)過生成多項式m(x)編碼的CRC校驗碼。

　　③ 用模2的方式減去c(x)，得到的二進制多項式就是包含了CRC校驗碼的待發(fā)送字符串。

CRC校驗可以

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