基于CH582M实现CRC-16校验的串口/RS485协议

一、 核心逻辑

1.核心算法：CRC-16 的 C 语言实现与逻辑拆解

无论是发送端还是接收端，生成和校验防伪标签的核心都是下面这个函数。很多人看到按位异或（^=）和移位（>>=）就头疼，其实它的逻辑非常规律：

// ==========================================// 【基础算法】：标准 Modbus CRC-16 计算// ==========================================uint16_tCalc_CRC16(uint8_t*pBuf,uint8_tlen){uint16_tcrc=0xFFFF;// 1. 预置 16 位寄存器为全 1for(uint8_ti=0;i<len;i++){crc^=pBuf[i];// 2. 把新拉进来的字节与 CRC 寄存器进行异或for(uint8_tj=0;j<8;j++)// 3. 循环 8 次，处理这一个字节的 8 个位{if(crc&0x0001){// 判断最低位是否为 1 (是否够除)crc>>=1;// 先将整体向右移 1 位crc^=0xA001;// 再与工业多项式 0xA001 进行异或}else{crc>>=1;// 最低位为 0，不够除，直接右移跳过}}}returncrc;}

代码通俗解析：
为什么初始值是 0xFFFF？
工业界为了防止全零数据段导致校验失效，强制在开始计算前给寄存器“垫”一个全 1 的底（类似电子秤的预先去皮）。

为什么要判断 crc & 0x0001 并全部向右移（>>= 1）？
正常的数学除法是从左往右算的。但在真实的单片机串口（UART / RS485）通信中，硬件规则是低位先行（LSB First）。最右边的位会最先发到线缆上。所以代码必须顺应硬件脾气，盯紧最右边（最低位），并不断把数据往右边推。

0xA001 是什么？
它是国际标准 CRC-16 的生成多项式在十六进制下反转过来的“暗号”。当最低位为 1 时，说明遇到了硬骨头，就拿这个暗号去做一次异或运算（相当于除法里的做减法）。

2. 发送端（主机）逻辑：“算余数，贴封条”

1. 主机首先准备好要发送的核心数据（如：包头 + 地址 + 功能码）。
2. 将这串核心数据丢进 CRC-16 算法中，计算出一个 16位（2字节）的校验码（余数）。
3. 把这 2 个字节的校验码（通常是低位在前，高位在后）拼接在核心数据的尾部。
4. 加上包尾，一并发送出串口。

3. 接收端（从机）逻辑：“掐头去尾，重新计算”

1. 从机通过串口接收到一整帧完整的数据。
2. 检查长度、包头、包尾是否合法。
3. 关键点：从机提取出核心数据部分（不含接收到的 CRC 和包尾），用一模一样的 CRC 算法自己重新算一遍。
4. 将自己算出的 CRC 与数据帧里带过来的 CRC 进行比对。相等则执行动作，不等则直接丢弃（说明数据在传输路上被干扰了，绝不瞎回复）。

4. 极简自定义协议帧结构

本例不使用冗长复杂的标准 Modbus 寄存器读写规则，而是针对具体动作（如控制继电器启停）设计了以下 6 字节极简自定义协议：

二、 【发送端】核心逻辑与完整代码（主控机）

1. 发送端逻辑：“算余数，贴封条”

主机的任务非常单纯，不需要处理复杂的中断，只需像打包员一样按规矩发货：

1. 准备好要发送的核心数据（包头AA+ 目标地址01+ 功能码01）。
2. 将这串核心数据丢进 CRC-16 算法中，计算出一个 16位（2字节）的校验码。
3. 把这 2 个字节的校验码（低位在前，高位在后）拼接在核心数据的尾部。
4. 加上包尾55，一并轰出串口。

2. 发送端完整Main.c

将以下代码放入你的主机工程中，直接调用Send_Charge_Command()函数即可指哪打哪。

#include"CH58x_common.h"// ==========================================// 【基础算法】：标准 Modbus CRC-16 计算// ==========================================uint16_tCalc_CRC16(uint8_t*pBuf,uint8_tlen){uint16_tcrc=0xFFFF;for(uint8_ti=0;i<len;i++){crc^=pBuf[i];for(uint8_tj=0;j<8;j++){// 注意：串口是低位先行，所以统一右移if(crc&0x0001){crc>>=1;crc^=0xA001;}else{crc>>=1;}}}returncrc;}// ==========================================// 【发送动作】：打包并发送指令// ==========================================voidSend_Charge_Command(uint8_ttarget_addr,uint8_tcmd){uint8_tsend_buf[10];uint8_tlen=0;// 1. 组装数据前半截send_buf[0]=0xAA;// 包头send_buf[1]=target_addr;// 目标地址send_buf[2]=cmd;// 功能码len=3;// 2. 召唤 CRC 算法，生成防伪标签uint16_tmy_crc=Calc_CRC16(send_buf,len);// 3. 将 CRC 附加在数据后 (小端模式：低位在前，高位在后)send_buf[len]=my_crc&0xFF;send_buf[len+1]=(my_crc>>8)&0xFF;// 4. 封上包尾send_buf[len+2]=0x55;// 5. 串口发送 (总长6字节)UART2_SendString(send_buf,6);}// ==========================================// 【主机主函数】// ==========================================intmain(){SetSysClock(CLK_SOURCE_PLL_60MHz);/* --- 串口2硬件初始化 --- */GPIOPinRemap(ENABLE,RB_PIN_UART2);GPIOB_SetBits(GPIO_Pin_23);GPIOB_ModeCfg(GPIO_Pin_22,GPIO_ModeIN_PU);GPIOB_ModeCfg(GPIO_Pin_23,GPIO_ModeOut_PP_5mA);UART2_DefInit();UART2_BaudRateCfg(9600);while(1){// 测试：每隔5秒向 0x01 地址发送开启(0x01)指令mDelaymS(5000);Send_Charge_Command(0x01,0x01);}}

三、 【接收端】核心逻辑与完整代码（从机/充电板）

1. 接收端逻辑：“掐头去尾，重新计算”

接收端处于被动状态，它的核心任务是“防伪对账”，绝不能瞎回复：

1. 通过串口中断（结合超时机制）接收一整帧数据。

2. 检查数据总长度（至少6字节），并核对包头和包尾。

3. 关键点：提取出核心数据部分（不含接收到的 CRC 和包尾），用一模一样的 CRC 算法自己重新算一遍。

4. 将单片机自己算的 CRC，与发过来的 CRC 进行比对。相等则执行动作并回复，不等则直接丢弃数据（说明在路上被干扰了）。

2. 接收端完整 Main.c

将以下代码放入你的从机（充电板）工程中。

#include"CH58x_common.h"uint8_tRxBuff[100];volatileuint8_trecv_len=0;volatileuint8_trecv_flag=0;uint8_ttrigB;// ==========================================// 【基础算法】：标准 Modbus CRC-16 计算// ==========================================uint16_tCalc_CRC16(uint8_t*pBuf,uint8_tlen){uint16_tcrc=0xFFFF;for(uint8_ti=0;i<len;i++){crc^=pBuf[i];for(uint8_tj=0;j<8;j++){if(crc&0x0001){crc>>=1;crc^=0xA001;}else{crc>>=1;}}}returncrc;}// ==========================================// 【从机主函数：业务解析大脑】// ==========================================intmain(){SetSysClock(CLK_SOURCE_PLL_60MHz);/* --- 串口2硬件初始化 --- */GPIOPinRemap(ENABLE,RB_PIN_UART2);GPIOB_SetBits(GPIO_Pin_23);GPIOB_ModeCfg(GPIO_Pin_22,GPIO_ModeIN_PU);GPIOB_ModeCfg(GPIO_Pin_23,GPIO_ModeOut_PP_5mA);UART2_DefInit();UART2_BaudRateCfg(9600);/* --- 开启接收超时中断 --- */UART2_ByteTrigCfg(UART_7BYTE_TRIG);trigB=7;UART2_INTCfg(ENABLE,RB_IER_RECV_RDY|RB_IER_LINE_STAT);PFIC_EnableIRQ(UART2_IRQn);while(1){if(recv_flag==1){// 1. 长度校验 (带2字节CRC，协议最短6字节)if(recv_len>=6){// 2. 包头包尾特征字校验if(RxBuff[0]==0xAA&&RxBuff[recv_len-1]==0x55){// 3. 计算本地 CRC (recv_len - 3 代表仅取核心数据)uint16_tmy_crc=Calc_CRC16(RxBuff,recv_len-3);// 提取主机发来的 CRCuint16_trecv_crc=RxBuff[recv_len-3]|(RxBuff[recv_len-2]<<8);// 4. 核心对账！if(my_crc==recv_crc){// --- 校验通过，提取控制指令 ---uint8_tdev_addr=RxBuff[1];uint8_tfunc_cmd=RxBuff[2];uint8_treply_buf[20];uint8_treply_len=0;reply_buf[0]=0xBB;reply_buf[1]=dev_addr;reply_buf[2]=func_cmd;switch(func_cmd){case0x01:// 收到开启指令// TODO: 加入 GPIO 驱动继电器闭合的代码reply_buf[3]=0x01;reply_len=7;break;case0x02:// 收到结束指令// TODO: 加入 GPIO 驱动继电器断开的代码reply_buf[3]=0x01;reply_len=7;break;default:reply_len=0;break;}// --- 给主机的应答数据也贴上 CRC 封条 ---if(reply_len>0){uint16_tsend_crc=Calc_CRC16(reply_buf,reply_len-3);reply_buf[reply_len-3]=send_crc&0xFF;reply_buf[reply_len-2]=(send_crc>>8)&0xFF;reply_buf[reply_len-1]=0x55;UART2_SendString(reply_buf,reply_len);}}}}// 无论对错，强制清空接收状态，避免死锁recv_len=0;recv_flag=0;}}}// ==========================================// 【底层苦力：串口中断服务函数】// ==========================================__INTERRUPT __HIGH_CODEvoidUART2_IRQHandler(void){volatileuint8_ti;switch(UART2_GetITFlag()){caseUART_II_RECV_RDY:// 接收达到触发点for(i=0;i!=trigB;i++){RxBuff[recv_len++]=UART2_RecvByte();}break;caseUART_II_RECV_TOUT:// 接收超时（断包，一帧接收完毕）i=UART2_RecvString(&RxBuff[recv_len]);recv_len+=i;recv_flag=1;// 通知主循环开始解析break;}}