嵌入式开发：STM32 硬件 CRC 使用

news2024/10/11 0:59:46

测试平台：STM32G474系列
STM32硬件的CRC不占用MCU的资源，计算速度快。由于硬件CRC需要配置一些选项，配置不对就会导致计算结果错误，导致使用上没有软件计算CRC方便。但硬件CRC更快的速度在一些有时间资源要求的场合还是非常适合，没计算时间要求的还是用软件CRC更方便通用。

1.软件CRC16代码

//*****************************************************************************
//
//! 计算所选 CRC 多项式的 16 位 CRC。
//! \fn uint16_t calculateCRC(const uint8_t dataBytes[], uint8_t numberBytes, uint16_t initialValue)
//!
//! \param dataBytes[] 指向数据字节数组中第一个元素的指针
//! \param numberBytes CRC计算中使用的字节数
//! \param initialValue 初始值，第一次使用时使用0xFFFF，循环计算时输入上一次的结果
//! \return 16-bit  CRC16 结果
//
//*****************************************************************************
uint16_t calculateCRC(const uint8_t dataBytes[], uint8_t numberBytes, uint16_t initialValue)
{
	int         bitIndex, byteIndex;
	bool        dataMSb;						
	bool        crcMSb;						    
	uint8_t     bytesPerWord = wlength_byte_values[WLENGTH];

    uint16_t crc = initialValue;

    #ifdef CRC_CCITT  //多项式公式
    /* CCITT CRC polynomial = x^16 + x^12 + x^5 + 1 */
    const uint16_t poly = 0x1021;
    #endif

    #ifdef CRC_ANSI
    /* ANSI CRC polynomial = x^16 + x^15 + x^2 + 1 */
    const uint16_t poly = 0x8005;
    #endif

	for (byteIndex = 0; byteIndex < numberBytes; byteIndex++)
	{
	    bitIndex = 0x80u;
	    while (bitIndex > 0)
	    {
	        dataMSb = (bool) (dataBytes[byteIndex] & bitIndex);
	        crcMSb  = (bool) (crc & 0x8000u);

	        crc <<= 1;              

	        if (dataMSb ^ crcMSb)
	        {
	            crc ^= poly;        
	        }

	        bitIndex >>= 1;
	    }
	}

	return crc;
}

2.STM32CubeMX CRC配置

①选择 CRC 并开启

②这里选择以CRC16来测试

③多项式，用于计算CRC16时的多项式，这个可以后面在生成的代码里面直接改。

④计算时的初始值，软件计算代码那边对应的是 initialValue 参数。

配置完成后生成代码

\Core\Src 路径下找到生成的工程里面的 crc.c文件

在以下代码中修改多项式的参数：

多项式参数，根据多项式公式算成对应的 16进制值然后赋值。

void MX_CRC_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN CRC_Init 0 */

  /* USER CODE END CRC_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN CRC_Init 1 */

  /* USER CODE END CRC_Init 1 */
  hcrc.Instance = CRC;
  hcrc.Init.DefaultPolynomialUse = DEFAULT_POLYNOMIAL_DISABLE;
  hcrc.Init.DefaultInitValueUse = DEFAULT_INIT_VALUE_DISABLE;
  hcrc.Init.GeneratingPolynomial = 0x1021;                     //在这里修改多项式
  hcrc.Init.CRCLength = CRC_POLYLENGTH_16B;
  hcrc.Init.InitValue = 0xFFFF;                                //在这里修改初始值
  hcrc.Init.InputDataInversionMode = CRC_INPUTDATA_INVERSION_NONE;
  hcrc.Init.OutputDataInversionMode = CRC_OUTPUTDATA_INVERSION_DISABLE;
  hcrc.InputDataFormat = CRC_INPUTDATA_FORMAT_BYTES;
  if (HAL_CRC_Init(&hcrc) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN CRC_Init 2 */

  /* USER CODE END CRC_Init 2 */

}

多项式值的计算或获取

直接获取：http://www.ip33.com/crc.html

可以通过以上网站直接计算CRC值，和获取对应多项式的16进制值。

如这次实验使用的多项式： CRC-16/CCITT ： x16 + x12 + x5 + 1

自己计算：CRC-16/CCITT ： x16 + x12 + x5 + 1

x16 + x12 + x5 + 1：表示的是一个二进制数， x16表示第16位是1， x12表示第12位是1，x5表示第5位是1，其余的位置都是0。二进制位值是从0开始计数。对应二进制值如下

x16 + x12 + x5 = 1 0001 0000 0010 0000 = 0x11020

x16 + x12 + x5 + 1 = 0x11020 +1 = 0x11021

由于是CRC16 所以取2个字节值 = 0x1021

3.CRC 库函数

参考链接：https://blog.csdn.net/usjjjsj/article/details/141832938

uint32_t HAL_CRC_Accumulate(CRC_HandleTypeDef *hcrc, uint32_t pBuffer[], uint32_t BufferLength)

以上一次CRC校验的结果作为初始值继续进行校验（适用于连续多次校验的第2、3、4... ...次）

*hcrc：指向 CRC_HandleTypeDef CRC 校验总控制结构体的指针
pBuffer：待校验的数据
BufferLength：待校验的数据长度
返回值：校验结果
该函数在第一使用时需要调用HAL_CRC_Calculate，计算出第一次数据的校验位，然后由第一位的数据位的校验位作为下一位的的初始值。计算出最后一位的数据位作为整个传递数据的校验位。

uint32_t HAL_CRC_Calculate(CRC_HandleTypeDef *hcrc, uint32_t pBuffer[], uint32_t BufferLength)

使用默认初始值进行校验计算（适用于单次校验或多次校验的第一次）

该函数一次性将全部数据的校验位检测出来，且初值仍为0xFFFFFFFF，或者CRC初始化时配置的初始值。

HAL_CRC_StateTypeDef HAL_CRC_GetState(CRC_HandleTypeDef *hcrc)

获取状态的函数

HAL_CRC_StateTypeDef HAL_CRC_GetState(CRC_HandleTypeDef *hcrc
返回值：CRC校验总控制结构体内的 State 值
HAL_CRC_STATE_RESET 尚未初始化
HAL_CRC_STATE_READY 初始化并准备使用
HAL_CRC_STATE_BUSY 忙
HAL_CRC_STATE_TIMEOUT 超时
HAL_CRC_STATE_ERROR 错误