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Modbus RTU CRC 16の計算

Modbus RTUプロトコルでシリアル経由でデータを読み書きするソフトウェアを実装しています。そのために、バイト文字列の最後にある2つのCRCバイトを計算する必要がありますが、これを行うことはできません。

Web全体を検索したところ、CRCを正しく計算していると思われる関数が2つ見つかりました。

Word CRC16 (const BYTE *nData, Word wLength)
{
    static const Word wCRCTable[] = {
       0X0000, 0XC0C1, 0XC181, 0X0140, 0XC301, 0X03C0, 0X0280, 0XC241,
       0XC601, 0X06C0, 0X0780, 0XC741, 0X0500, 0XC5C1, 0XC481, 0X0440,
       0XCC01, 0X0CC0, 0X0D80, 0XCD41, 0X0F00, 0XCFC1, 0XCE81, 0X0E40,
       0X0A00, 0XCAC1, 0XCB81, 0X0B40, 0XC901, 0X09C0, 0X0880, 0XC841,
       0XD801, 0X18C0, 0X1980, 0XD941, 0X1B00, 0XDBC1, 0XDA81, 0X1A40,
       0X1E00, 0XDEC1, 0XDF81, 0X1F40, 0XDD01, 0X1DC0, 0X1C80, 0XDC41,
       0X1400, 0XD4C1, 0XD581, 0X1540, 0XD701, 0X17C0, 0X1680, 0XD641,
       0XD201, 0X12C0, 0X1380, 0XD341, 0X1100, 0XD1C1, 0XD081, 0X1040,
       0XF001, 0X30C0, 0X3180, 0XF141, 0X3300, 0XF3C1, 0XF281, 0X3240,
       0X3600, 0XF6C1, 0XF781, 0X3740, 0XF501, 0X35C0, 0X3480, 0XF441,
       0X3C00, 0XFCC1, 0XFD81, 0X3D40, 0XFF01, 0X3FC0, 0X3E80, 0XFE41,
       0XFA01, 0X3AC0, 0X3B80, 0XFB41, 0X3900, 0XF9C1, 0XF881, 0X3840,
       0X2800, 0XE8C1, 0XE981, 0X2940, 0XEB01, 0X2BC0, 0X2A80, 0XEA41,
       0XEE01, 0X2EC0, 0X2F80, 0XEF41, 0X2D00, 0XEDC1, 0XEC81, 0X2C40,
       0XE401, 0X24C0, 0X2580, 0XE541, 0X2700, 0XE7C1, 0XE681, 0X2640,
       0X2200, 0XE2C1, 0XE381, 0X2340, 0XE101, 0X21C0, 0X2080, 0XE041,
       0XA001, 0X60C0, 0X6180, 0XA141, 0X6300, 0XA3C1, 0XA281, 0X6240,
       0X6600, 0XA6C1, 0XA781, 0X6740, 0XA501, 0X65C0, 0X6480, 0XA441,
       0X6C00, 0XACC1, 0XAD81, 0X6D40, 0XAF01, 0X6FC0, 0X6E80, 0XAE41,
       0XAA01, 0X6AC0, 0X6B80, 0XAB41, 0X6900, 0XA9C1, 0XA881, 0X6840,
       0X7800, 0XB8C1, 0XB981, 0X7940, 0XBB01, 0X7BC0, 0X7A80, 0XBA41,
       0XBE01, 0X7EC0, 0X7F80, 0XBF41, 0X7D00, 0XBDC1, 0XBC81, 0X7C40,
       0XB401, 0X74C0, 0X7580, 0XB541, 0X7700, 0XB7C1, 0XB681, 0X7640,
       0X7200, 0XB2C1, 0XB381, 0X7340, 0XB101, 0X71C0, 0X7080, 0XB041,
       0X5000, 0X90C1, 0X9181, 0X5140, 0X9301, 0X53C0, 0X5280, 0X9241,
       0X9601, 0X56C0, 0X5780, 0X9741, 0X5500, 0X95C1, 0X9481, 0X5440,
       0X9C01, 0X5CC0, 0X5D80, 0X9D41, 0X5F00, 0X9FC1, 0X9E81, 0X5E40,
       0X5A00, 0X9AC1, 0X9B81, 0X5B40, 0X9901, 0X59C0, 0X5880, 0X9841,
       0X8801, 0X48C0, 0X4980, 0X8941, 0X4B00, 0X8BC1, 0X8A81, 0X4A40,
       0X4E00, 0X8EC1, 0X8F81, 0X4F40, 0X8D01, 0X4DC0, 0X4C80, 0X8C41,
       0X4400, 0X84C1, 0X8581, 0X4540, 0X8701, 0X47C0, 0X4680, 0X8641,
       0X8201, 0X42C0, 0X4380, 0X8341, 0X4100, 0X81C1, 0X8081, 0X4040 };

    BYTE nTemp;
    Word wCRCWord = 0xFFFF;

    while (wLength--)
    {
        nTemp = *nData++ ^ wCRCWord;
        wCRCWord >>= 8;
        wCRCWord  ^= wCRCTable[nTemp];
    }
    return wCRCWord;
} // End: CRC16

そして

uint CRC16_2(QByteArray buf, int len)
{
  uint crc = 0xFFFF;

  for (int pos = 0; pos < len; pos++)
  {
    crc ^= (uint)buf[pos];          // XOR byte into least sig. byte of crc

    for (int i = 8; i != 0; i--) {    // Loop over each bit
      if ((crc & 0x0001) != 0) {      // If the LSB is set
        crc >>= 1;                    // Shift right and XOR 0xA001
        crc ^= 0xA001;
      }
      else                            // Else LSB is not set
        crc >>= 1;                    // Just shift right
    }
  }
  // Note, this number has low and high bytes swapped, so use it accordingly (or swap bytes)
  return crc;
}

問題は、この関数が整数値を返す間、CRC番号として2つの16進バイトを取得することになっていることです。たとえば、「01」（1バイト）の場合、「21695」を取得しているときに「7E80」を取得するはずでしたが、これからその16進データになんらかの変換を行うことができません。

したがって、私の質問は、整数の結果から必要な2進数の16進数の結果にどうやって行くのですか？私はいくつかのオプションを試しましたが、成功しませんでした。

注：私はQtを使用しているため、QByteArrayまたは別のQtフレンドリーなコードを実装するソリューションが見つかれば、喜んでいます。 Qt、C、C++を使用しないソリューションはいずれも役に立たない：P

c++qthexmodbuscrc16
11
Momergil

MODBUS over serial line仕様および実装ガイドV1.02 によると、CRCはリトルエンディアンで送信されます（下位バイトが先）。

しかし、CRCに16進数のバイトが必要になった方法はわかりません。 MODBUS RTUはバイナリプロトコルであり、CRCは4つの16進数ではなく2バイトとして送信されます。

以下に、提供したCRC16関数を使用してそれを行う方法を示します。

QByteArray makeRTUFrame(int slave, int function, const QByteArray & data) {
    Q_ASSERT(data.size() <= 252);
    QByteArray frame;
    QDataStream ds(&frame, QIODevice::WriteOnly);
    ds.setByteOrder(QDataStream::LittleEndian);
    ds << quint8(slave) << quint8(function);
    ds.writeRawData(data.constData(), data.size());
    int const crc = CRC16((BYTE*)frame.constData(), frame.size());
    ds << quint16(crc);
    return frame;
}
7
Reinstate Monica
unsigned int CRC16_2(unsigned char *buf, int len)
{  
  unsigned int crc = 0xFFFF;
  for (int pos = 0; pos < len; pos++)
  {
  crc ^= (unsigned int)buf[pos];    // XOR byte into least sig. byte of crc

  for (int i = 8; i != 0; i--) {    // Loop over each bit
    if ((crc & 0x0001) != 0) {      // If the LSB is set
      crc >>= 1;                    // Shift right and XOR 0xA001
      crc ^= 0xA001;
    }
    else                            // Else LSB is not set
      crc >>= 1;                    // Just shift right
    }
  }

  return crc;
}

私は一種の初心者、お尻-

私が提供したコードを使用して自分でテストしましたが、正しく機能しないと言いましたが、16進文字を渡していたので、uintをcharに変更しただけで、少なくともチェックアウトされました。

手作業でサンプルを計算して再確認しました。

8
Adam Lam

ここに投稿したコードの最初の例（表を使用したもの）を使用してみましたが、インデックスの使用に誤りがあることがわかりました。コードを正しく実行するには、サイズによって制限された領域のテーブルにアクセスする必要があります。

wCRCWord  ^= wCRCTable[(nTemp & 0xFF)];

したがって、MODBUSのCRC16の正しい値を返すコード全体を以下に示します。返された数値はすでにLoとHiバイトを入れ替えています。

Word CRC16 (const BYTE *nData, Word wLength)
{
    static const Word wCRCTable[] = {
    0x0000, 0xC0C1, 0xC181, 0x0140, 0xC301, 0x03C0, 0x0280, 0xC241,
    0xC601, 0x06C0, 0x0780, 0xC741, 0x0500, 0xC5C1, 0xC481, 0x0440,
    0xCC01, 0x0CC0, 0x0D80, 0xCD41, 0x0F00, 0xCFC1, 0xCE81, 0x0E40,
    0x0A00, 0xCAC1, 0xCB81, 0x0B40, 0xC901, 0x09C0, 0x0880, 0xC841,
    0xD801, 0x18C0, 0x1980, 0xD941, 0x1B00, 0xDBC1, 0xDA81, 0x1A40,
    0x1E00, 0xDEC1, 0xDF81, 0x1F40, 0xDD01, 0x1DC0, 0x1C80, 0xDC41,
    0x1400, 0xD4C1, 0xD581, 0x1540, 0xD701, 0x17C0, 0x1680, 0xD641,
    0xD201, 0x12C0, 0x1380, 0xD341, 0x1100, 0xD1C1, 0xD081, 0x1040,
    0xF001, 0x30C0, 0x3180, 0xF141, 0x3300, 0xF3C1, 0xF281, 0x3240,
    0x3600, 0xF6C1, 0xF781, 0x3740, 0xF501, 0x35C0, 0x3480, 0xF441,
    0x3C00, 0xFCC1, 0xFD81, 0x3D40, 0xFF01, 0x3FC0, 0x3E80, 0xFE41,
    0xFA01, 0x3AC0, 0x3B80, 0xFB41, 0x3900, 0xF9C1, 0xF881, 0x3840,
    0x2800, 0xE8C1, 0xE981, 0x2940, 0xEB01, 0x2BC0, 0x2A80, 0xEA41,
    0xEE01, 0x2EC0, 0x2F80, 0xEF41, 0x2D00, 0xEDC1, 0xEC81, 0x2C40,
    0xE401, 0x24C0, 0x2580, 0xE541, 0x2700, 0xE7C1, 0xE681, 0x2640,
    0x2200, 0xE2C1, 0xE381, 0x2340, 0xE101, 0x21C0, 0x2080, 0xE041,
    0xA001, 0x60C0, 0x6180, 0xA141, 0x6300, 0xA3C1, 0xA281, 0x6240,
    0x6600, 0xA6C1, 0xA781, 0x6740, 0xA501, 0x65C0, 0x6480, 0xA441,
    0x6C00, 0xACC1, 0xAD81, 0x6D40, 0xAF01, 0x6FC0, 0x6E80, 0xAE41,
    0xAA01, 0x6AC0, 0x6B80, 0xAB41, 0x6900, 0xA9C1, 0xA881, 0x6840,
    0x7800, 0xB8C1, 0xB981, 0x7940, 0xBB01, 0x7BC0, 0x7A80, 0xBA41,
    0xBE01, 0x7EC0, 0x7F80, 0xBF41, 0x7D00, 0xBDC1, 0xBC81, 0x7C40,
    0xB401, 0x74C0, 0x7580, 0xB541, 0x7700, 0xB7C1, 0xB681, 0x7640,
    0x7200, 0xB2C1, 0xB381, 0x7340, 0xB101, 0x71C0, 0x7080, 0xB041,
    0x5000, 0x90C1, 0x9181, 0x5140, 0x9301, 0x53C0, 0x5280, 0x9241,
    0x9601, 0x56C0, 0x5780, 0x9741, 0x5500, 0x95C1, 0x9481, 0x5440,
    0x9C01, 0x5CC0, 0x5D80, 0x9D41, 0x5F00, 0x9FC1, 0x9E81, 0x5E40,
    0x5A00, 0x9AC1, 0x9B81, 0x5B40, 0x9901, 0x59C0, 0x5880, 0x9841,
    0x8801, 0x48C0, 0x4980, 0x8941, 0x4B00, 0x8BC1, 0x8A81, 0x4A40,
    0x4E00, 0x8EC1, 0x8F81, 0x4F40, 0x8D01, 0x4DC0, 0x4C80, 0x8C41,
    0x4400, 0x84C1, 0x8581, 0x4540, 0x8701, 0x47C0, 0x4680, 0x8641,
    0x8201, 0x42C0, 0x4380, 0x8341, 0x4100, 0x81C1, 0x8081, 0x4040 };

    BYTE nTemp;
    Word wCRCWord = 0xFFFF;

    while (wLength--)
    {
        nTemp = *nData++ ^ wCRCWord;
        wCRCWord >>= 8;
        wCRCWord  ^= wCRCTable[(nTemp & 0xFF)];
    }
    return wCRCWord;
} // End: CRC16
2
Michal Fiala

これが私の2セントです。まず、関数に2つの値を返すことはできません。

  1. 配列に2つの値を追加します（constを削除することを忘れないでください）
  2. これら2つの値を含む構造体を返します。

  3. 次のようなプロセス戻り値

    Word n = CRC16(nData,wLength);
Word x = (0xFF00&n)>>8,y=0x00FF&n;
printf("0x%04x\n", n); // to check original value
printf("0x%02x\t0x%02x\n",x,y); // to check separated values

これを試して知らせてください。

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Devidas