摘要：循环冗余码校验crc是常用的重要校验方法之一。avr高速嵌入式单片机功能强大，在无线数据传输应用方面具有很大优势。本文基于atmega128高速嵌入式单片机，实现32位crc校验码的直接生成法和查表生成法；根据实验结果，分析两种方法的特点。

关键词：atmega128 crc校验码 crc生成表 数据段

引 言

　　随着技术的不断进步，各种数据通信的应用越来越广泛。由于传输距离、现场状况、干扰等诸多因素的影响，设备之间的通信数据常会发生一些无法预测的错误。为了降低错误所带来的影响，一般在通信时采用数据校验的办法，而循环冗余码校验是常用的重要校验方法之一。

　　avr高速嵌入式单片机是8位risc mcu，执行大多数指令只需一个时钟周期，速度快（8mhz avr的运行速度约等于200mhz 80c51的运行速度），32个通用寄存器直接与alu相连，消除了运算瓶颈；内嵌可串行下载或自我编程的flash和epprom，功能繁多，具有多种运行模式。

　　本文采用atmel公司的atmega128高速嵌入式单片机，依照ieee 1999年公布的802.11无线局域网协议标准，采用32位循环冗余校验码（cyclic redundancy check）实现无线传输数据时的差错校验。

1 crc循环冗余校验码原理

1.1 数据传输的帧格式

　　根据ieee制定的802.11无线局域网络协议，在数据传输时都应按照帧传输。这里，我们采用了信息处理系统－数据通信－高级数据链路控制规程－帧结构，它的每个帧由下列字段组成（传输顺序自左至右）：

地址——数据站地址字段；

控制——控制字段。

信息——信息字段；

crc校验位——根据前面三个字段生成的crc校验位。

由地址、控制、信息三个字段组成的总的字段统称为数据段。

1.2 crc校验码的理论生成方法

　　crc校验采用多项式编码方法，被处理的数据块可以看作是一个n阶的二进制多项式。这里，假定待发送的二进制数据段为g(x)，生成多项式为 m(x)，得到的crc校验码为c(x)。

　　crc校验码的编码方法是用待发送的二进制数据g(x)除以生成多项式m(x)，将最后的余数作为crc校验码，实现步骤如下。

　　 ① 设待发送的数据块是m位的二进制多项式 g(x)，生成多项式为r阶的m(x)。在数据块的末尾添加r个0，数据块的长度增加到m+r位，对应的二进制多项式为g(x) 。

　　② 用生成多项式m(x)去除g(x) ，求得余数为阶数是r-1的二进制多项式c(x)。此二进制多项式 c(x)就是g(x)经过生成多项式m(x)编码的crc校验码。

　　③ 用模2的方式减去c(x)，得到的二进制多项式就是包含了crc校验码的待发送字符串。

crc校验可以100%地检测出所有奇数个随机错误和长度小于等于r（r为m(x)的阶数）的突发错误。所以，crc的生成多项式的阶数越高，误判的概率就越小。ccitt建议：2048 kb/s的pcm基群设备采用crc-4方案，使用的crc校验码生成多项式m(x)=x4+x+1 。采用16位crc校验，可以保证在 1014bit码元中只含有1位未被检测出的错误 。在ibm的同步数据链路控制规程sdlc的帧校验序列fcs中，使用crc-16，其生成多项式m(x)=x16+x15+x2+1；而在ccitt推荐的高级数据链路控制规程hdlc的帧校验序列fcs中，使用ccitt-16，其生成多项式m(x)= x16+x15+x5+1。crc-32的生成多项式m(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。crc-32出错的概率为crc-16的10-5。由于crc-32的可靠性，把crc-32用于重要数据传输十分合适，所以在通信、计算机等领域运用十分广泛。在一些uart通信控制芯片（如mc6582、intel8273和z80-sio）内，都采用了crc校验码进行差错控制；以太网卡芯片、mpeg解码芯片中，也采用crc-32进行差错控制。

　　m(x) 生成多项式的系数为0或1，但是m(x) 的首项系数为1，末项系数也必须为1。m(x) 的次数越高，其检错能力越强。

2 使用atmega128生成32位crc校验码

2.1 直接计算法生成