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CRC16 校验详解及在 Java 中的实现

校验原理和步骤

  1. 预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF（即全为1），称此寄存器为CRC寄存器；
  2. 把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器，高八位数据不变；
  3. 把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查右移后的移出位；
  4. 如果移出位为0：重复第3步（再次右移一位）；如果移出位为1，CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或；
  5. 重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；
  6. 重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；
  7. 将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低字节进行交换；
  8. 最后得到的CRC寄存器内容即为：CRC码。
  • 以上计算步骤中的多项式 0xA001 是 0x8005 按位颠倒后的结果。
  • 0x8408 是 0x1021 按位颠倒后的结果。

Java 实现

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/**
 * Author:  HoshinoSuzumi
 * Time:    2019/09/11 16:09
 */
public class CRC16 {
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_CCITT(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0x0000;
        int wCPoly = 0x8408;
        for (byte b : buffer) {
            wCRCin ^= ((int) b & 0x00ff);
            for (int j = 0; j < 8; j++) {
                if ((wCRCin & 0x0001) != 0) {
                    wCRCin >>= 1;
                    wCRCin ^= wCPoly;
                } else {
                    wCRCin >>= 1;
                }
            }
        }
        return wCRCin ^= 0x0000;
 
    }
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_CCITT_FALSE(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0xffff;
        int wCPoly = 0x1021;
        for (byte b : buffer) {
            for (int i = 0; i < 8; i++) {
                boolean bit = ((b >> (7 - i) & 1) == 1);
                boolean c15 = ((wCRCin >> 15 & 1) == 1);
                wCRCin <<= 1;
                if (c15 ^ bit)
                    wCRCin ^= wCPoly;
            }
        }
        wCRCin &= 0xffff;
        return wCRCin ^= 0x0000;
    }
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_XMODEM(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0x0000;
        int wCPoly = 0x1021;
        for (byte b : buffer) {
            for (int i = 0; i < 8; i++) {
                boolean bit = ((b >> (7 - i) & 1) == 1);
                boolean c15 = ((wCRCin >> 15 & 1) == 1);
                wCRCin <<= 1;
                if (c15 ^ bit)
                    wCRCin ^= wCPoly;
            }
        }
        wCRCin &= 0xffff;
        return wCRCin ^= 0x0000;
    }
 
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_X25(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0xffff;
        int wCPoly = 0x8408;
        for (byte b : buffer) {
            wCRCin ^= ((int) b & 0x00ff);
            for (int j = 0; j < 8; j++) {
                if ((wCRCin & 0x0001) != 0) {
                    wCRCin >>= 1;
                    wCRCin ^= wCPoly;
                } else {
                    wCRCin >>= 1;
                }
            }
        }
        return wCRCin ^= 0xffff;
    }
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_MODBUS(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0xffff;
        int POLYNOMIAL = 0xa001;
        for (byte b : buffer) {
            wCRCin ^= ((int) b & 0x00ff);
            for (int j = 0; j < 8; j++) {
                if ((wCRCin & 0x0001) != 0) {
                    wCRCin >>= 1;
                    wCRCin ^= POLYNOMIAL;
                } else {
                    wCRCin >>= 1;
                }
            }
        }
        return wCRCin ^= 0x0000;
    }
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_IBM(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0x0000;
        int wCPoly = 0xa001;
        for (byte b : buffer) {
            wCRCin ^= ((int) b & 0x00ff);
            for (int j = 0; j < 8; j++) {
                if ((wCRCin & 0x0001) != 0) {
                    wCRCin >>= 1;
                    wCRCin ^= wCPoly;
                } else {
                    wCRCin >>= 1;
                }
            }
        }
        return wCRCin ^= 0x0000;
    }
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_MAXIM(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0x0000;
        int wCPoly = 0xa001;
        for (byte b : buffer) {
            wCRCin ^= ((int) b & 0x00ff);
            for (int j = 0; j < 8; j++) {
                if ((wCRCin & 0x0001) != 0) {
                    wCRCin >>= 1;
                    wCRCin ^= wCPoly;
                } else {
                    wCRCin >>= 1;
                }
            }
        }
        return wCRCin ^= 0xffff;
    }
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_USB(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0xFFFF;
        int wCPoly = 0xa001;
        for (byte b : buffer) {
            wCRCin ^= ((int) b & 0x00ff);
            for (int j = 0; j < 8; j++) {
                if ((wCRCin & 0x0001) != 0) {
                    wCRCin >>= 1;
                    wCRCin ^= wCPoly;
                } else {
                    wCRCin >>= 1;
                }
            }
        }
        return wCRCin ^= 0xffff;
    }
 
    /**
     * @param buffer
     * @return
     */
    public static int CRC16_DNP(byte[] buffer) {
        int wCRCin = 0x0000;
        int wCPoly = 0xA6BC;
        for (byte b : buffer) {
            wCRCin ^= ((int) b & 0x00ff);
            for (int j = 0; j < 8; j++) {
                if ((wCRCin & 0x0001) != 0) {
                    wCRCin >>= 1;
                    wCRCin ^= wCPoly;
                } else {
                    wCRCin >>= 1;
                }
            }
        }
        return wCRCin ^= 0xffff;
    }
}

多项式速查表

校验方式 多项式 初始值 前/后 异或值
CRC16_CCITT x16+x12+x5+1（0x1021） 0x0000 低/高 0x0000
CRC16_CCITT_FALSE x16+x12+x5+1（0x1021） 0xFFFF 高/低 0x0000
CRC16_XMODEM x16+x12+x5+1（0x1021） 0x0000 高/低 0x0000
CRC16_X25 x16+x12+x5+1（0x1021） 0xFFFF 低/高 0xFFFF
CRC16_MODBUS x16+x15+x2+1（0x8005） 0xFFFF 低/高 0x0000
CRC16_IBM x16+x15+x2+1（0x8005） 0x0000 低/高 0x0000
CRC16_MAXIM x16+x15+x2+1（0x8005） 0x0000 低/高 0xFFFF
CRC16_USB x16+x15+x2+1（0x8005） 0xFFFF 低/高 0xFFFF
CRC16_DNP x16+x13+x12+x11+x10+
x8+x6+x5+x2+1（0x3D65）		 0x0000 低/高 0xFFFF

相关资料

在线 CRC 校验工具 (by CTFever)

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