Modbus协议的错误检测方法：奇偶校验、CRC（循环冗余校验）和LRC（纵向冗余校验）

Hello工控

发布于 2024-06-27 13:11:33

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我们前面几期已经对Modbus协议的数据模型、地址模型、功能码都详细介绍过了，那么还有很重要的一部分就是错误的检测方法。

再来聊聊Modbus协议的地址模型

一起了解下Modbus协议的数据模型

详解Modbus协议功能码

这期重点针对三种错误检测方法进行说明：奇偶校验、CRC和LRC。

奇偶校验

针对Modbus RTU和ASCII码两种方式，一般物理层采用的是串行接口，最后的数据传输方式还是会一个Bit的传输（串行通信）。

Modbus允许用户为设备配置偶校验（Even Parity）、奇校验（Odd Parity）或者无校验（No Parity）。选择哪种类型的校验通常取决于应用的需求和设备的配置。关于奇偶校验的详细说明可参考：

串行通信的四大规则（Rules），你知道吗？

如果指定了偶校验或奇校验，将计算每个字符的数据部分中1位的数量。

当然，模式不同，数据位也不同：

ASCII模式下为七个数据位：

而RTU模式下为八个数据位：

相当于如果不要奇偶校验，那么就用Stop停止位进行替代。

CRC和LRC

我们先回顾下Modbus协议的数据帧结构，详细可以参考：

聊聊三种不同的Modbus协议PDU（Modbus协议帧结构）

针对于RTU和ASCII这两种方式的消息帧采取了不同的校验方式：

RTU模式下的循环冗余校验Cyclic Redundancy Check（CRC）
ASCII模式下的纵向冗余校验Longitudinal Redundancy Check（LRC）

C代码例程

LRC Example Code

下面是一个用C语言表述的计算LRC（字节）的例子： BYTE LRC (BYTE *nData, WORD wLength) { BYTE nLRC = 0 ; // LRC char initialized for (int i = 0; i < wLength; i++) nLRC += *nData++; return (BYTE)(-nLRC); } // End: LRC

CRC Example Code

下面是一个用C语言表述怎么计算CRC（字）的例子：

WORD CRC16 (const BYTE *nData, WORD wLength)
{
static const WORD wCRCTable[] = {
   0X0000, 0XC0C1, 0XC181, 0X0140, 0XC301, 0X03C0, 0X0280, 0XC241,
   0XC601, 0X06C0, 0X0780, 0XC741, 0X0500, 0XC5C1, 0XC481, 0X0440,
   0XCC01, 0X0CC0, 0X0D80, 0XCD41, 0X0F00, 0XCFC1, 0XCE81, 0X0E40,
   0X0A00, 0XCAC1, 0XCB81, 0X0B40, 0XC901, 0X09C0, 0X0880, 0XC841,
   0XD801, 0X18C0, 0X1980, 0XD941, 0X1B00, 0XDBC1, 0XDA81, 0X1A40,
   0X1E00, 0XDEC1, 0XDF81, 0X1F40, 0XDD01, 0X1DC0, 0X1C80, 0XDC41,
   0X1400, 0XD4C1, 0XD581, 0X1540, 0XD701, 0X17C0, 0X1680, 0XD641,
   0XD201, 0X12C0, 0X1380, 0XD341, 0X1100, 0XD1C1, 0XD081, 0X1040,
   0XF001, 0X30C0, 0X3180, 0XF141, 0X3300, 0XF3C1, 0XF281, 0X3240,
   0X3600, 0XF6C1, 0XF781, 0X3740, 0XF501, 0X35C0, 0X3480, 0XF441,
   0X3C00, 0XFCC1, 0XFD81, 0X3D40, 0XFF01, 0X3FC0, 0X3E80, 0XFE41,
   0XFA01, 0X3AC0, 0X3B80, 0XFB41, 0X3900, 0XF9C1, 0XF881, 0X3840,
   0X2800, 0XE8C1, 0XE981, 0X2940, 0XEB01, 0X2BC0, 0X2A80, 0XEA41,
   0XEE01, 0X2EC0, 0X2F80, 0XEF41, 0X2D00, 0XEDC1, 0XEC81, 0X2C40,
   0XE401, 0X24C0, 0X2580, 0XE541, 0X2700, 0XE7C1, 0XE681, 0X2640,
   0X2200, 0XE2C1, 0XE381, 0X2340, 0XE101, 0X21C0, 0X2080, 0XE041,
   0XA001, 0X60C0, 0X6180, 0XA141, 0X6300, 0XA3C1, 0XA281, 0X6240,
   0X6600, 0XA6C1, 0XA781, 0X6740, 0XA501, 0X65C0, 0X6480, 0XA441,
   0X6C00, 0XACC1, 0XAD81, 0X6D40, 0XAF01, 0X6FC0, 0X6E80, 0XAE41,
   0XAA01, 0X6AC0, 0X6B80, 0XAB41, 0X6900, 0XA9C1, 0XA881, 0X6840,
   0X7800, 0XB8C1, 0XB981, 0X7940, 0XBB01, 0X7BC0, 0X7A80, 0XBA41,
   0XBE01, 0X7EC0, 0X7F80, 0XBF41, 0X7D00, 0XBDC1, 0XBC81, 0X7C40,
   0XB401, 0X74C0, 0X7580, 0XB541, 0X7700, 0XB7C1, 0XB681, 0X7640,
   0X7200, 0XB2C1, 0XB381, 0X7340, 0XB101, 0X71C0, 0X7080, 0XB041,
   0X5000, 0X90C1, 0X9181, 0X5140, 0X9301, 0X53C0, 0X5280, 0X9241,
   0X9601, 0X56C0, 0X5780, 0X9741, 0X5500, 0X95C1, 0X9481, 0X5440,
   0X9C01, 0X5CC0, 0X5D80, 0X9D41, 0X5F00, 0X9FC1, 0X9E81, 0X5E40,
   0X5A00, 0X9AC1, 0X9B81, 0X5B40, 0X9901, 0X59C0, 0X5880, 0X9841,
   0X8801, 0X48C0, 0X4980, 0X8941, 0X4B00, 0X8BC1, 0X8A81, 0X4A40,
   0X4E00, 0X8EC1, 0X8F81, 0X4F40, 0X8D01, 0X4DC0, 0X4C80, 0X8C41,
   0X4400, 0X84C1, 0X8581, 0X4540, 0X8701, 0X47C0, 0X4680, 0X8641,
   0X8201, 0X42C0, 0X4380, 0X8341, 0X4100, 0X81C1, 0X8081, 0X4040 };

BYTE nTemp;
WORD wCRCWord = 0xFFFF;

   while (wLength--)
   {
      nTemp = *nData++ ^ wCRCWord;
      wCRCWord >>= 8;
      wCRCWord  ^= wCRCTable[nTemp];
   }
   return wCRCWord;

} // End: CRC16