Проблема с подсчетом CRC16 для Modbus

S_B

Доброго времени суток всем!
Делаю небольшой проект с использованием протокола Modbus RTU, используя контроллер ATmega16 и AVR Studio. В данный момент разбираюсь с процедурой подсчета 16 битной контрольной суммы.
В результате углубленного копания в интернетах нашел следующий код на Си:

код Си

static __flash unsigned char aucCRCHi[] = {
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
0x40
};

static __flash unsigned char aucCRCLo[] = {
0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4,
0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD,
0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7,
0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE,
0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2,
0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB,
0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91,
0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88,
0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,
0x40
};

unsigned int
usMBCRC16(unsigned char * pucFrame, unsigned int usLen )
{
unsigned char ucCRCHi = 0xFF;
unsigned char ucCRCLo = 0xFF;
int iIndex;

while( usLen-- )
{
iIndex = ucCRCLo ^ *( pucFrame++ );
ucCRCLo = ucCRCHi ^ (aucCRCHi[iIndex] );
ucCRCHi = ( aucCRCLo[iIndex] );
}
return ucCRCHi << 8 | ucCRCLo;
}

Кое-как разобравшись в дебрях Сишного кода, попытался переложить данный код на ассемблерный лад.
Вот что получилось

код асм

//... последовательно загружаем в Temp принятые байты и вызываем CRC16
Check_CRC: ldi HI_CRC,0xFF ;здесь будет старший байт CRC
ldi LO_CRC,0xFF ;здесь будет младший байт CRC
lds Temp,Region_frame
rcall CRC16
lds Temp,Region_frame+1
rcall CRC16
lds Temp,Region_frame+2
rcall CRC16
lds Temp,Region_frame+3
rcall CRC16

//...продолжаем делать другие действия

//подрограмма подсчета CRC16
// в Temp - очередной байт,
CRC16:
ldi ZL,low(Table_CRChi*2)
ldi ZH,high(Table_CRChi*2)

mov Index,HI_CRC
eor Index,Temp
add ZL,Index
ldi Temp,0
adc ZH,Temp

lpm Temp,Z
mov LO_CRC,HI_CRC
eor LO_CRC,Temp

ldi ZL,low(Table_CRClo*2)
ldi ZH,high(Table_CRClo*2)

add ZL,Index
ldi Index,0
adc ZH,Index
lpm Index,Z

lpm HI_CRC,Z
ret

Table_CRChi:
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1
.db 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1
.db 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
.db 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1
.db 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
.db 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41
.db 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
.db 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1
.db 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41
.db 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0
.db 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40

Table_CRClo:
.db 0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06
.db 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD
.db 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09
.db 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A
.db 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4
.db 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3
.db 0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3
.db 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4
.db 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A
.db 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29
.db 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED
.db 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26
.db 0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60
.db 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67
.db 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F
.db 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68
.db 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E
.db 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5
.db 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71
.db 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92
.db 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C
.db 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B
.db 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B
.db 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C
.db 0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42
.db 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40

Однако, данный код работает неверно. Если загрузить последовательно 0x05, 0x02, 0x12, 0x10 контрольная сумма - 0x06D9, тогда как он-лайн калькуляторhttp://www.lammertbies.nl/comm/info/crc-calculation.html выдает 0x6388
Подскажите, где ошибка в ассемблерном варианте?

drvlas

S_B писал(а):

Кое-как разобравшись в дебрях Сишного кода, попытался переложить данный код на ассемблерный лад

Тебе Си никак не подходит? Я тоже сделал девайс на Атмеге168 с таким протоколом. Заимствовал библиотеку на Си. Слегка ее подпилил - и нормально работает. Правда, когда начну на MSP430 лепить, подумываю о кардинальной переделке этой библиотеки, ибо он наворочена сильно мудрено. Хорошо, что берешь ее AS IS, но приспособить к новому процессору - боюсь, будет больше геморра, чем пользы.

А по сути вопроса - увы! Ничего не скажу. Ассемблером не пользуюсь. Да простят меня старожилы форума и лично ДХ! Ну, и пусть подсказывают ;)

S_B

К сожалению, я крайне плохо знаю Си. Возможно в будущем конкретно займусь изучением.
Мне хотябы понять принцип подсчета: допустим есть ячейка для старшего байта CRC - HI_CRC, для младшего - LO_CRC
Есть переменная Index - указатель на таблицу, есть Temp - Туда мы загружаем байт. Что с чем XOR и т.д., ну словом на пальцах хотябы.

Ink

а гуглить вы не пробовали? http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0% ... 0%BE%D0%B4

вот здесь все описано, как и что. и есть примеры кода. и там же можно заметить, что есть 2 разных стандарта црц16, один - который у вас, и второй - который в modbus;) поменяйте таблицу и все будет ок.

S_B

Простите, несовсем вас понял. Тот код что я привел на Си не подходит? Но это стандартный код и таблицы для Modbus.
Вероятнее всего я неверно перевел его в асм, о чем собственно и был вопрос.

S_B

Вообщем решил таки эту проблему. Как я и предполагал, неправильно перевел код.
Во вложении рабочий код на ассемблере, может кому пригодится

Ink

хммм... значит я ошибся. сорри:)

kontroller

А при подсчете контрольной суммы нужно учитывать стартовый импульс, стоповый,адрес?
Как правильно?

rol20

Хорошо, что получилось.) Тоже хотел почитать про модбас.

S_B

kontroller писал(а):

А при подсчете контрольной суммы нужно учитывать стартовый импульс, стоповый,адрес?
Как правильно?

Что такое стартовый/стоповый импульс?
Считается контрольная сумма всех принятых кадров посылки кроме младшего и старшего байтов CRC

reptile

вот рабочий код без таблицы:

Код:

// CRC16 Modbus (0401000a000d=0x98dd; 0401020a11=0x50b3; 0402000a000d=0x9899;)
#define CRC16_MODBUS_INIT 0xffff
#define CRC16_MODBUS_POLY 0xa001
#define inc_crc16_modbus_upd(data, crc_prev) { \
    U8 cnt_bits, flag_xor; \
    crc_prev ^= data; \
    for (cnt_bits = 8; cnt_bits; cnt_bits--) { \
        flag_xor = crc_prev & 1; \
        crc_prev >>= 1; \
        if (flag_xor) crc_prev ^= CRC16_MODBUS_POLY; \
    } \
}
/*CRC16 Modbus*/
U16 crc16_modbus_upd(U8 data, U16 crc_prev) {
    inc_crc16_modbus_upd(data, crc_prev);
    return(crc_prev);
}

U16 crc16_modbus_buf(U8 *buf, U16 buf_size, U16 crc_prev) {
    while (buf_size) {
        crc_prev = crc16_modbus_upd(*buf, crc_prev);
        buf++;
        buf_size--;
    }
    return(crc_prev);
}

V S

S_B писал(а):

Вообщем решил таки эту проблему. Как я и предполагал, неправильно перевел код.
Во вложении рабочий код на ассемблере, может кому пригодится

В поиске объяснения особенностей CRC-16 в Modbus, обнаружил Ваш ассемблерный пример. Большое спасибо.

drvlas

Чтобы не плодить новые темы. Эта как-то ближе всего подходит под уточнение.

S_B писал(а):

Считается контрольная сумма всех принятых кадров посылки кроме младшего и старшего байтов CRC

А что будет, если в подсчет CRC включить и саму CRC, которая находится в принятом сообщении? Не получится ли тут ноль (при отсутствии ошибок в сообщении)?

Steel.ne

Получится ноль

drvlas

Спасибо!
То есть, если на входе CRC имеется в конце буфера, то, указав обычной ф-ции вычисления CRC длину буфера включительно с двумя байтами CRC, мы должны на выходе получить в аккурат ноль.
Или, альтернативно, просто вычислять "честную" CRC по буферу без CRC, а потом производить сравнение двух CRC.
Кагбэ однохерственно. Верно?

При оформленни же своего буфера уже вариантов нет: функции вычисления CRC требуется чистая длина буфера. Получим "честную" CRC и припишем ее в конец.

DocDizel

код для вычисления CRC16: 12 тактов AVRовского ядра на 1 байт данных.

уни

Ещё одна реализация CRC16 (полином 0xA001, modbus). Гораздо быстрее применяемого обычно для avr двойного цикла, но чуть медленнее табличного метода: https://godbolt.org/z/9txEB2

ATmega16 @ 16 МГц:

Данные: "123456789"
Ключ: -O1
GetCrc16Table() - 13.3 мкс
GetCrc16Simple() - 20.0 мкс
GetCrc16Cycle() - 57.5 мкс

Данные: массив, размером 256 байт
Ключ: -O1
GetCrc16Table() - 0.35 мсек
GetCrc16Simple() - 0.53 мсек
GetCrc16Cycle() - 1.6 мсек

cheblin

нафига всё так сложно...вот жеж

уни

Надо указывать тип полинома, порядок вычисления бит, начальное значение crc, а проще если, то результат работы для строки: "123456789".

Crc16 существует большое разнообразие и оптимальные алгоритмы заточены под конкретный алгоритм.

уни

Полином 0x1021, CRC-16/CCITT-FALSE: https://godbolt.org/z/ja9Lwq

4 варианта, для строки "123456789" на ATmega16 @ 16 МГц дают:

Table - 13.9 мкс (таблица 512 байт)
Optim - 22.9 мкс (без таблицы)
Simple - 24.6 мкс (без таблицы)
Cycle - 51.3 мкс (без таблицы)

уни

Полином 0xA001, CRC16/MODBUS:

4 варианта, для строки "123456789" на ATmega16 @ 16 МГц дают:

Table - 12.9 мкс (таблица 512 байт)
Optim - 17.3 мкс (без таблицы, avrlibc)
Simple - 20.0 мкс (без таблицы)
Cycle - 52.4 мкс (без таблицы)

Easyelectronics.ru

Проблема с подсчетом CRC16 для Modbus

Кто сейчас на конференции