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java实现ModbusCRC16校验的示例代码

2024-11-21 08:39:06 作者：你走以后

本文介绍了使用Java实现ModbusCRC16校验,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

1. 目的

电流数据采集器是RS485 Modbus协议，想通过java实现串口数据的采集，因为涉及到串口通信的CRC校验，所以需要通过java来实现对采集的电流值进行校验，确保每次读到的电流值都是正常的。

2. 什么是ModbusCRC16校验

Modbus协议是一种串行通信协议，被广泛用于设备之间的通信。Modbus协议可以支持多种电气接口和传输介质，包括但不限于RS-232、RS-422、RS-485、以太网（TCP/IP）等。

CRC16校验是一种基于多项式的校验方法，其核心思想是将数据视为一个长的二进制数，通过特定的生成多项式来计算一个短的余数，这个余数就是CRC校验码。

3. CRC16校验步骤

初始化：预置一个16位的寄存器为十六进制0xFFFF，称此寄存器为CRC寄存器，多项式为0xA001。
数据处理
- 2.1 将第一个8位二进制数据（通信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。
- 2.2 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。
- 2.3 如果移出位为0，继续右移；如果移出位为1，将CRC寄存器与多项式0xA001异或。
- 2.4 重复上述步骤，直到处理完8次（即一个字节的所有位）
重复处理：重复步骤2，处理通信信息帧的下一个字节，直到所有字节处理完毕。
结果处理：最终寄存器中的值即为CRC16校验值。

4. 代码实现

 public static Byte[] CRC_calculate(byte[] data){
        int POLYNOMIAL = 0xA001;      // CRC-16/IBM 生成多项式0xA001
        int INITIAL_VALUE = 0xFFFF;   // 初始值0xFFFF
        int crc = INITIAL_VALUE;
        for (byte b : data) {  //遍历所有的字节
            crc ^= (b & 0xFF); 
            for (int i = 8; i != 0; i--) {
                if ((crc & 0x0001) != 0) {
                    crc >>= 1;
                    crc ^= POLYNOMIAL;
                } else {
                    crc >>= 1;
                }
            }
        }
        List<Byte> list = new ArrayList<>();
        // MODBUS的低位在前
        list.add((byte) (crc & 0xff));     // 低位
        list.add((byte) (crc >> 8));       // 高位
        return list.toArray(new Byte[0]);  // 转换为Byte数组
    }
    //主函数
    public class Main {
    public static void main(String[] args) {
    byte[] data = {0x01, 0x03, 0x00, 0x20, 0x00, 0x01};
    //byte[] data = {0x01, 0x03, 0x02, 0x27, 0x10}; 
        Byte[] crc = CRC_calculate(data);
        System.out.println("CRC-16 Modbus length: " + crc.length);
        System.out.println("CRC-16 Modbus1: " + String.format("%X", crc[0]));
        System.out.println("CRC-16 Modbus2: " + String.format("%X", crc[1]));
    }
}