C#CRC16 Modbus 效驗演算法

CRC校驗（迴圈冗餘校驗）小知識

CRC即迴圈冗餘校驗碼（Cyclic Redundancy Check）：是數據通信領域中最常用的一種查錯校驗碼，其特征是信息欄位和校驗欄位的長度可以任意選定。迴圈冗餘檢查（CRC）是一種數據傳輸檢錯功能，對數據進行多項式計算，並將得到的結果附在幀的後面，接收設備也執行類似的演算法，以保證數據傳輸的正確性和完整性。

CRC演算法參數模型解釋： 
NAME：參數模型名稱。 
WIDTH：寬度，即CRC比特數。 
POLY：生成項的簡寫，以16進位表示。例如：CRC-32即是0x04C11DB7，忽略了最高位的"1"，即完整的生成項是0x104C11DB7。 
INIT：這是演算法開始時寄存器（crc）的初始化預置值，十六進位表示。 
REFIN：待測數據的每個位元組是否按位反轉，True或False。 
REFOUT：在計算後之後，異或輸出之前，整個數據是否按位反轉，True或False。 
XOROUT：計算結果與此參數異或後得到最終的CRC值。

CRC16 Modbus主要實現方法

        /// <summary>
        /// CRC16_Modbus效驗
        /// </summary>
        /// <param name="byteData">要進行計算的位元組數組</param>
        /// <returns>計算後的數組</returns>
        public static byte[] ToModbus(byte[] byteData)
        {
            byte[] CRC = new byte[2];

            UInt16 wCrc = 0xFFFF;
            for (int i = 0; i < byteData.Length; i++)
            {
                wCrc ^= Convert.ToUInt16(byteData[i]);
                for (int j = 0; j < 8; j++)
                {
                    if ((wCrc & 0x0001) == 1)
                    {
                        wCrc >>= 1;
                        wCrc ^= 0xA001;//異或多項式
                    }
                    else
                    {
                        wCrc >>= 1;
                    }
                }
            }

            CRC[1] = (byte)((wCrc & 0xFF00) >> 8);//高位在後
            CRC[0] = (byte)(wCrc & 0x00FF);       //低位在前
            return CRC;

        }

        /// <summary>
        /// CRC16_Modbus效驗
        /// </summary>
        /// <param name="byteData">要進行計算的位元組數組</param>
        /// <param name="byteLength">長度</param>
        /// <returns>計算後的數組</returns>
        public static byte[] ToModbus(byte[] byteData, int byteLength)
        {
            byte[] CRC = new byte[2];

            UInt16 wCrc = 0xFFFF;
            for (int i = 0; i < byteLength; i++)
            {
                wCrc ^= Convert.ToUInt16(byteData[i]);
                for (int j = 0; j < 8; j++)
                {
                    if ((wCrc & 0x0001) == 1)
                    {
                        wCrc >>= 1;
                        wCrc ^= 0xA001;//異或多項式
                    }
                    else
                    {
                        wCrc >>= 1;
                    }
                }
            }

            CRC[1] = (byte)((wCrc & 0xFF00) >> 8);//高位在後
            CRC[0] = (byte)(wCrc & 0x00FF);       //低位在前
            return CRC;

        }

CRC16 Modbus（LSB-MSB）通訊中校驗位元組格式為LSB-MSB，擴展方法可以忽略。

註意：MODBUS 通訊中校驗位元組格式為LSB-MSB，即低位元組在前。

        /// <summary>
        /// CRC16_LSB-MSB效驗
        /// </summary>
        /// <param name="byteData">要進行計算的位元組數組</param>
        /// <returns>計算後的數組</returns>
        public static byte[] ToMsbLsb(byte[] byteData)
        {
            byte[] CRC = new byte[2];
            byte[] crcSwtich = new byte[2];
            CRC = ToModbus(byteData);

            crcSwtich[0] = CRC[1]; //高位在後
            crcSwtich[1] = CRC[0]; //低位在前

            return crcSwtich;
        }

常見CRC參數模型如下：