上海羊羽卓进出口贸易有限公司嵌入式系统中串口传输的校验算法简介
在做嵌入式系统时，经常需要通过串口将数据传送给PC机，为了保证数据的正确性，往往需要进行校验，在传送一个字节的时候可以进行奇偶校验，传送一组数据的时候可以采用CRC校验等，但是在发送一组数据的时候采用CRC校验单片机往往太占资源，这就需要有一种比较简单的校验方法。
我们可以采用先学习下IP校验的方式：
当发送IP包时，IP报头的校验和为：
1、 把校验和字段置为0；
2、 对IP头部中的每16bit进行二进制求和；
3、 如果和的高16bit不为0，则将和的高16bit和低16bit反复相加，直到和的高16bit为0，从而获得一个16bit的值；
4、 将该16bit的值取反，存入校验和字段。
当接收IP包时，需要对报头进行确认，检查IP头是否有误，算法同上2、3步，然后判断取反的结果是否为0，是则正确，否则有错。
实例：
IP头：
45 00 00 31
89 F5 00 00
6E 06 00 00（校验字段）
DE B7 45 5D -> 222.183.69.93
C0 A8 00 DC -> 192.168.0.220
计算：
4500 + 0031 +89F5 + 0000 + 6e06+ 0000 + DEB7 + 455D + C0A8 + 00DC =3 22C4
0003 + 22C4 = 22C7
~22C7 = DD38 ->即为应填充的校验和
当接受到IP数据包时，要检查IP头是否正确，则对IP头进行检验，方法同上：
计算：
4500 + 0031 +89F5 + 0000 + 6E06+ DD38 + DEB7 + 455D + C0A8 + 00DC =3 FFFC
0003 + FFFC = FFFF
~FFFF = 00000 ->正确
TCP首部检验和与IP首部校验和的计算方法相同，在程序中使用同一个函数来计算。
在嵌入式系统中，如果是8位单片机，则校验变成了
1、 把校验和字段置为0；
2、 对要传输的数组每8bit进行二进制求和；
3、 如果和的高8bit不为0，则将和的高8bit和低8bit反复相加，直到和的高8bit为0，从而获得一个8bit的值；
4、 将该8bit的值取反，存入校验和字段。
当接收数据时，对校验和进行确认，检查是否有误，算法同上2、3步，然后判断取反的结果是否为0，是则正确，否则有错。
c程序为
unsigned char checksum(unsigned char *s,unsigned char n)
{
unsigned int check = 0;
unsigned char i, ch = 0;
for(i=0;i<n;i++)
{
check += *s++;
}
check = (check>>8) + (check&0xff); //高八位+低八位
check += (check>>8); //为防止进位，再加一次
ch = check&0x00ff;
return ~ch;
}
上面就是如何在嵌入式系统中如何进行串口传输的校验了，你学会了没有？
AOVX资产监测设备之华大单片机Boot软件升级
近期笔者在研究如何从软件方面提升资产监测设备的性能，从而提升用户的使用体验感。
资产监测设备的主要作用是帮助用户监测设备的实时位置、实时状态避免运动中的货物出现丢失等情况。AOVX环境监测设备在智慧物流方面发挥了重要的作用，例如在运输贵重货物过程中，只需要将该设备安装在货物中，用户即可远程了解货物的位置、货物是否出现暴力扔件、以及避免货物在运输过程中的丢失。
资产监测设备中的华大单片机，对该设备的工作发挥了重要的作用。笔者的软件团队对单片机进行了软件升级。
具体流程如下：
具体流程如下：/**
** \brief 上位机数据帧解析及处理**** \param [in] None**** \retval Ok APP程序升级完成，并接受到跳转至APP命令** \retval OperationInProgress 数据处理中** \retval Error 通讯错误********************************************************************************/en_result_t Modem_Process(void){uint8_t u8Cmd, u8FlashAddrValid, u8Cnt, u8Ret;uint16_t u16DataLength, u16PageNum, u16Ret;uint32_t u32FlashAddr, u32FlashLength, u32Temp;
if (enFrameRecvStatus == FRAME_RECV_PROC_STATUS) //有数据帧待处理, enFrameRecvStatus值在串口中断中调整
{
u8Cmd = u8FrameData[PACKET_CMD_INDEX]; //获取帧指令码
if (PACKET_CMD_TYPE_DATA == u8FrameData[PACKET_TYPE_INDEX]) //如果是数据指令
{
u8FlashAddrValid = 0u;
u32FlashAddr = u8FrameData[PACKET_ADDRESS_INDEX] + //读取地址值
(u8FrameData[PACKET_ADDRESS_INDEX + 1] << 8) +
(u8FrameData[PACKET_ADDRESS_INDEX + 2] << 16) +
(u8FrameData[PACKET_ADDRESS_INDEX + 3] << 24);
if ((u32FlashAddr >= (FLASH_BASE + BOOT_SIZE)) && (u32FlashAddr < (FLASH_BASE + FLASH_SIZE))) //如果地址值在有效范围内
{
u8FlashAddrValid = 1u; //标记地址有效
}
}
switch (u8Cmd) //根据指令码跳转执行
{
case PACKET_CMD_HANDSHAKE : //握手帧 指令码
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_OK; //返回状态为：正确
Modem_SendFrame(&u8FrameData[0], PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE); //发送应答帧给上位机
break;
case PACKET_CMD_ERASE_FLASH : //擦除flash 指令码
if ((u32FlashAddr % FLASH_SECTOR_SIZE) != 0) //如果擦除地址不是页首地址
{
u8FlashAddrValid = 0u; //标记地址无效
}
if (1u == u8FlashAddrValid) //如果地址有效
{
u32Temp = u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX] + //获取待擦除flash尺寸
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 1] << 8) +
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 2] << 16) +
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 3] << 24);
u16PageNum = FLASH_PageNumber(u32Temp); //计算需擦除多少页
for (u8Cnt=0; u8Cnt<u16PageNum; u8Cnt++) //根据需要擦除指定数量的扇区
{
u8Ret = Flash_EraseSector(u32FlashAddr + (u8Cnt * FLASH_SECTOR_SIZE));
if (Ok != u8Ret) //如果擦除失败，反馈上位机错误代码
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_ERROR;
break;
}
}
if (Ok == u8Ret) //如果全部擦除成功，反馈上位机成功
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_OK;
}else //如果擦除失败，反馈上位机错误超时标志
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_TIMEOUT;
}
}
else //地址无效，反馈上位机地址错误
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_ADDR_ERROR;
}
Modem_SendFrame(&u8FrameData[0], PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE); //发送应答帧到上位机
break;
case PACKET_CMD_APP_DOWNLOAD : //数据下载 指令码
if (1u == u8FlashAddrValid) //如果地址有效
{
u16DataLength = u8FrameData[FRAME_LENGTH_INDEX] + (u8FrameData[FRAME_LENGTH_INDEX + 1] << 8)
- PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE; //获取数据包中的数据长度(不包含指令码指令类型等等)
if (u16DataLength > PACKET_DATA_SEGMENT_SIZE) //如果数据长度大于最大长度
{
u16DataLength = PACKET_DATA_SEGMENT_SIZE; //设置数据最大值
}
u8Ret = Flash_WriteBytes(u32FlashAddr, (uint8_t *)&u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX], u16DataLength); //把所有数据写入flash
if (Ok != u8Ret) //如果写数据失败
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_ERROR; //反馈上位机错误 标志
}
else //如果写数据成功
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_OK; //反馈上位机成功 标志
}
}
else //如果地址无效
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_ADDR_ERROR; //反馈上位机地址错误
}
Modem_SendFrame(&u8FrameData[0], PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE); //发送应答帧到上位机
break;
case PACKET_CMD_CRC_FLASH : //查询flash校验值 指令码
if (1u == u8FlashAddrValid) //如果地址有效
{
u32FlashLength = u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX] +
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 1] << 8) +
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 2] << 16) +
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 3] << 24); //获取待校验flash大小
if ((u32FlashLength + u32FlashAddr) > (FLASH_BASE + FLASH_SIZE)) //如果flash长度超出有效范围
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_FLASH_SIZE_ERROR; //反馈上位机flash尺寸错误
}else
{
u16Ret = Cal_CRC16(((unsigned char *)u32FlashAddr), u32FlashLength);//读取flash指定区域的值并计算crc值
u8FrameData[PACKET_FLASH_CRC_INDEX] = (uint8_t)u16Ret; //把crc值存储到应答帧
u8FrameData[PACKET_FLASH_CRC_INDEX+1] = (uint8_t)(u16Ret>>8);
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_OK; //反馈上位机成功 标志
}
}
else //如果地址无效
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_ADDR_ERROR; //反馈上位机地址错误
}
Modem_SendFrame(&u8FrameData[0], PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE+2); //发送应答帧到上位机
break;
case PACKET_CMD_JUMP_TO_APP : //跳转至APP 指令码
Flash_EraseSector(BOOT_PARA_ADDRESS); //擦除BOOT parameter 扇区
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_OK; //反馈上位机成功
Modem_SendFrame(&u8FrameData[0], PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE); //发送应答帧到上位机
return Ok; //APP更新完成，返回OK，接下来执行跳转函数，跳转至APP
case PACKET_CMD_APP_UPLOAD : //数据上传
if (1u == u8FlashAddrValid) //如果地址有效
{
u32Temp = u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX] +
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 1] << 8) +
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 2] << 16) +
(u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX + 3] << 24); //读取上传数据长度
if (u32Temp > PACKET_DATA_SEGMENT_SIZE) //如果数据长度大于最大值
{
u32Temp = PACKET_DATA_SEGMENT_SIZE; //设置数据长度为最大值
}
Flash_ReadBytes(u32FlashAddr, (uint8_t *)&u8FrameData[PACKET_DATA_INDEX], u32Temp); //读flash数据
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_OK; //反馈上位机成功 标志
Modem_SendFrame(&u8FrameData[0], PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE + u32Temp);//发送应答帧到上位机
}
else //如果地址无效
{
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_ADDR_ERROR; //反馈上位机地址错误 标志
Modem_SendFrame(&u8FrameData[0], PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE); //发送应答帧到上位机
}
break;
case PACKET_CMD_START_UPDATE : //启动APP更新(此指令正常在APP程序中调用)
u8FrameData[PACKET_RESULT_INDEX] = PACKET_ACK_OK; //反馈上位机成功 标志
Modem_SendFrame(&u8FrameData[0], PACKET_INSTRUCT_SEGMENT_SIZE); //发送应答帧到上位机
break;
}
enFrameRecvStatus = FRAME_RECV_IDLE_STATUS; //帧数据处理完成，帧接收状态恢复到空闲状态
}
return OperationInProgress; //返回，APP更新中。。。
}
同样从事软件工作相关的用户，对资产监测设备感兴趣的话可以参考该文档。
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