关于CRC循环冗余校验的总结（C#）

1. 实验要求

(1)通过CRC（循环冗余校对）序列的计算，掌握C#语言中类的静态方法与动态方法的区别。

(2)Shell与Windows Form 的通信作为扩展提高内容。

2. 实验内容

•  主要工作是：设计算法实现CRC序列的计算

CRC的计算过程总结如下：

1、  设置CRC寄存器，并给其赋值0xffff；

2、  读数据文件，并将数据的第一个8-bit字符与16位CRC寄存器的低8位进行异或，并把 结果存入到CRC寄存器中。

3、  将CRC寄存器的数据右移一位，高位补零，并检查溢出位。

4、  如果移出位为0，重复第三步；若低位为1，CRC寄存器与多项式码（此处取0xA001 即二进制1010 0000 0000 0001)相异或。

5、  重复第3步与第4步直到8次移位全部完成。此时一个8-bit数据处理完毕。

6、  重复第2至第5步直到所有数据所有数据全部处理完毕。

7、  最后将寄存器的高8位数值与寄存器的低8位数值交换位置，即得到CRC的最终值。

• 使用静态方法与动态方法，并比较区别
• 设计windows 窗口程序

3. 详细设计

l 需要设计的主要内容如下：

1) 需要设计计算一次8-bit数据的算法calculate( byte data)；

2) 使用文件输入流打开指定路径的文件，并使用readByte()方法，逐字节读入文件，调用上述calculate方法，直到文件尾；

3) 将最终CRC计算数值，高低位换位置，并将结果转化为16进制

l 设计好程序流程图如下：

l 因此，重点为设计calculate算法：

Calculate（）代码如下：以静态方法为例

static ushort CRC = 0xffff;

static string result;

// 静态函数计算CRC

public static void calculate(byte y)

{

int count = 0;    // 统计移位次数

ushort z = (ushort)(CRC ^ y);

int temp = z;       // 移位前的数

int temp2;

while (count < 8)

{

temp2 = temp >> 1;  // 移位后的数

count++;

if (temp2 * 2 == temp) // 溢出的为0

{

temp = temp2;

}

else  // 溢出的为1

{

temp = temp2 ^ 0xA001;

}

}

CRC = (ushort)temp;

}

l 剩下的只需在main 函数中打开输入文件流，并读入数据，迭代计算即可

4. 上机实验步骤

l 调试的过程：

1、打开文件输出流，创建文本文件，将byte a = 02，byte b = 07, 输出到该文件中，准备测试。

2、程序调试结果为：

多组数据验证了程序的正确性。

5. 实验结果

• 源程序代码如下：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.IO;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace CALCULATING_CRC

{

class Program

{

static ushort CRC = 0xffff;

static string result;

// 静态函数计算CRC

public static void calculate(byte y)

{

int count = 0;    // 统计移位次数

ushort z = (ushort)(CRC ^ y);

int temp = z;       // 移位前的数

int temp2;

while (count < 8)

{

temp2 = temp >> 1;  // 移位后的数

count++;

if (temp2 * 2 == temp) // 溢出的为0

{

temp = temp2;

}

else  // 溢出的为1

{

temp = temp2 ^ 0xA001;

}

}

CRC = (ushort)temp;

}

// 非静态函数计算CRC

public void calculation(byte y)

{

int count = 0;

ushort z = (ushort)(CRC ^ y);

int temp = z;       // 移位前的数

int temp2;

while (count < 8)

{

temp2 = temp >> 1;  // 移位后的数

count++;

if (temp2 * 2 == temp) // 溢出的为0

{

temp = temp2;

}

else  // 溢出的为1

{

temp = temp2 ^ 0xA001;

}

}

CRC = (ushort)temp;

}

// 静态函数将10进制数转化为16进制

public static char changeToH(ref int num1)

{

if (num1 > 9)

{

return (char)('A' + num1 - 10);

}

else

return (char)('0' + num1);

}

static void Main(string[] args)

{

Program example = new Program();

ushort x = 0xffff;

Console.WriteLine("请输入打开文件的路径：");

string filePath = Console.ReadLine();

while(!File.Exists(@filePath))  // 打开文件失败

{

Console.WriteLine("请重新输入打开文件的路径：");

filePath = Console.ReadLine();

}

// 文件存在

FileStream Myfile = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read);

int readByte = 0;

readByte = Myfile.ReadByte();

while (readByte != -1)

{

//Program.calculate((byte)readByte);   // 调用静态函数

example.calculation((byte)readByte);   // 调用非静态函数，需要通过对象实 例调用

readByte = Myfile.ReadByte();

}

Myfile.Close();

int n1 = CRC % 16;

CRC /= 16;

int n2 = CRC % 16;

CRC /= 16;

int n3 = CRC % 16;

CRC /= 16;

int n4 = CRC % 16;

// 交换高低位并产生CRC结果

Program.result = (Program.changeToH(ref n2) + "" + Program.changeToH(ref n1)

+ "" + Program.changeToH(ref n4) + "" + Program.changeToH(ref n3));

Console.WriteLine("CRC运算结果：" + Program.result);

}

}

}

l 控制台应用程序测试数据及结果：（打开文件test2）

l Windows窗口程序测试及结果：（打开文件test2）

6. 结论

过程中遇到的问题：

• 对与byte int short 数据类型的困惑，最后明白异或时对高位不会产生影响，因为int 对short而言高位补0,0不影响异或结果。
• 看不懂题，所以百度了循环校验，好费劲
• 可能在C#中有内置方法方便计算，由于缺乏了解，用到方法都是自己定义

学到的东西

•   对windows 窗体应用程序的基本结构及开发有了初步的了解
•   关于静态方法与动态方法：

1.静态的方法在整个应用程序其间存储在内存中,速度快，但占用内存.

2.动态的方法在先声明类实例才能调用类中的方法.

3.一般使用频繁的方法用静态方法，用的少的方法用动态的。静态的速度快，占内存。动态的速度相对慢些，但调用完后，立即释放类，可以节省内存，可以根据自己的需要选择是用动态方法还是静态方法。