CRC-16/MODBUS校验Java实现方法

CRC-16/MODBUS校验Java实现方法

之前博主写了一篇CRC-16/XMODEM的这种校验方式,也是用java实现的,具体的可以大家去看一下实现方式,具体传送门如下:
CRC-16/XMODEM的Java实现方法
现在博主讲一下另一种校验方式,CRC-16/MODBUS这种校验方式,具体实现代码如下:

public static String GetCRC_MODBUS(String str) {
        byte[] bytes = toBytes(str);
        int CRC = 0x0000ffff;
        int POLYNOMIAL = 0x0000a001;
        int i, j;
        for (i = 0; i < bytes.length; i++) {
            CRC ^= ((int) bytes[i] & 0x000000ff);
            for (j = 0; j < 8; j++) {
                if ((CRC & 0x00000001) != 0) {
                    CRC >>= 1;
                    CRC ^= POLYNOMIAL;
                } else {
                    CRC >>= 1;
                }
            }
        }
        String crc = Integer.toHexString(CRC);
        return crc.toUpperCase();
    }
  //TODO 将16进制字符串转换为byte[]  
   public static byte[] toBytes(String str) {
        byte[] bytes = new BigInteger(str, 16).toByteArray();
        return bytes;
    }

以上两个方法可以直接使用,缩减了代码量,更加简洁的实现了CRC的校验,当然使用的大部分也是以16进制字符串来进行参数传递的,得到的结果也是16进制字符串。

<think>嗯,用户想在Java实现CRC16-MODBUS校验的示例代码。首先,我需要回忆一下CRC16-MODBUS的具体参数。记得MODBUS协议用的是CRC-16-ANSI,也就是多项式是0x8005,初始值是0xFFFF,并且输入和输出都是按位异或的,可能还需要反转。 然后,用户提到参考的引用里有一个Java的例子,是计算CRC-16-ANSI的,可能可以在此基础上修改。引用1中的代码用的是0x8005多项式,初始值0xFFFF,还有输入反转和输出反转,这些是否和MODBUS的要求一致呢?对的,MODBUSCRC16确实使用这些参数,所以那个例子可以作为基础。 接下来,我需要考虑代码的结构。通常CRC计算会有一个预计算的查找表来提高效率,所以需要初始化一个256长度的数组。然后,逐字节处理数据,更新CRC值。最后,处理字节序,因为MODBUS是低字节在前,高字节在后,所以需要将计算出的CRC值交换字节顺序。 还要注意,数据在计算前是否需要反转每个字节。根据MODBUS的标准,每个字节是按位反转后处理的,所以代码中应该包括这一步。比如,在初始化查找表时,每个字节会被反转处理。 然后,测试部分,用户可能需要一个示例字符串,比如"123456789",然后计算它的CRC值是否正确。根据已知的测试用例,正确的CRC应该是0x4B37,转换成字节就是0x37和0x4B,但按照MODBUS的小端顺序,应该是0x37在前,0x4B在后,所以最终的校验码应该是0x374B,即十进制14155。 代码中可能需要一个main函数来演示如何使用这个CRC计算函数。比如,将字符串转换成字节数组,调用计算函数,然后输出结果。 另外,用户的问题中还提到要考虑字节序和数据格式,确保正确性。所以,在代码中处理完CRC值后,需要将结果的两个字节按照小端顺序排列,即低字节在前,高字节在后。 现在需要验证代码的正确性。比如,用测试数据"123456789",计算出的CRC是否正确。根据引用中的例子,正确的校验码是0x4B37,但按MODBUS的顺序,应该是0x37 0x4B,所以代码中的处理是否正确。 可能还需要注意,在计算时,初始CRC是0xFFFF,然后每次处理一个字节,与当前CRC异或,然后进行8次移位和异或操作。查找表的方法可以加速这个过程。 最后,确保代码中的注释清晰,解释每个步骤的作用,特别是初始值、多项式和字节顺序的处理。这样用户能够理解代码的逻辑,并根据需要进行调整。</think>以下是Java实现CRC16-MODBUS校验的详细步骤和示例代码: ### CRC16-MODBUS校验核心实现 1. **参数定义**: - 多项式:0x8005 - 初始值:0xFFFF - 输入反转:true - 输出反转:true - 结果异或值:0x0000 2. **预计算CRC表**: ```java private static final int[] CRC_TABLE = new int[256]; static { for (int i = 0; i < 256; i++) { int crc = i; for (int j = 0; j < 8; j++) { if ((crc & 0x0001) != 0) { crc = (crc >>> 1) ^ 0xA001; // 0xA001是0x8005的位反转 } else { crc >>>= 1; } } CRC_TABLE[i] = crc; } } ``` 3. **校验码计算函数**: ```java public static int calculateCRC16(byte[] data) { int crc = 0xFFFF; for (byte b : data) { crc = (crc >>> 8) ^ CRC_TABLE[(crc ^ (b & 0xFF)) & 0xFF]; } return crc ^ 0x0000; // 最终异或操作 } ``` 4. **完整示例代码**: ```java public class Crc16Modbus { private static final int[] CRC_TABLE = new int[256]; static { for (int i = 0; i < 256; i++) { int crc = i; for (int j = 0; j < 8; j++) { if ((crc & 0x0001) != 0) { crc = (crc >>> 1) ^ 0xA001; } else { crc >>>= 1; } } CRC_TABLE[i] = crc; } } public static byte[] getCRC(byte[] bytes) { int crc = 0xFFFF; for (byte b : bytes) { crc = (crc >>> 8) ^ CRC_TABLE[(crc ^ (b & 0xFF)) & 0xFF]; } crc = crc ^ 0x0000; return new byte[] { (byte) crc, (byte) (crc >>> 8) }; // 低字节在前 } public static void main(String[] args) { String testData = "123456789"; byte[] crcBytes = getCRC(testData.getBytes()); System.out.println(String.format("CRC16-MODBUS: %02X%02X", crcBytes[0]&0xFF, crcBytes[1]&0xFF)); } } ``` ### 关键特性说明 1. **字节顺序处理**:结果采用小端模式(低字节在前),符合Modbus协议要求[^3] 2. **预计算优化**:使用查找表提升计算效率 3. **数据验证**:测试数据"123456789"的校验码应为0x4B37(输出显示为0x374B,符合小端格式) ### 应用场景 1. 工业控制系统的Modbus RTU通信 2. 串口设备数据传输校验 3. 物联网设备状态监测[^1]
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