嵌入式开发--STM32G4系列硬件CRC支持MODBUS和CRC32

需求

在项目中，需要用到MODBUS CRC16校验，也要用到CRC32的校验，出于效率的考虑，准备用硬件CRC。
CRC 16的参数模型有很多种，我这里用的是MODBUS，对于不同的参数模型，会有不同的参数设置和初值，这一点需要注意。
对于CRC32，参数模型只有2种，按需设置即可。

MODBUS CRC16

开启硬件CRC，再设置如下：

以下是针对MODBUS CRC16生成的代码

void MX_CRC_Init_modbus(void)
{
  hcrc.Instance = CRC;
  hcrc.Init.DefaultPolynomialUse = DEFAULT_POLYNOMIAL_DISABLE;
  hcrc.Init.DefaultInitValueUse = DEFAULT_INIT_VALUE_DISABLE;
  hcrc.Init.GeneratingPolynomial = 32773;
  hcrc.Init.CRCLength = CRC_POLYLENGTH_16B;
  hcrc.Init.InitValue = 0xffff;
  hcrc.Init.InputDataInversionMode = CRC_INPUTDATA_INVERSION_BYTE;
  hcrc.Init.OutputDataInversionMode = CRC_OUTPUTDATA_INVERSION_ENABLE;
  hcrc.InputDataFormat = CRC_INPUTDATA_FORMAT_BYTES;
  if (HAL_CRC_Init(&hcrc) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

CRC32

以下是针对CRC32生成的代码

void MX_CRC_Init_crc32(void)
{
  hcrc.Instance = CRC;
  hcrc.Init.DefaultPolynomialUse = DEFAULT_POLYNOMIAL_DISABLE;
  hcrc.Init.DefaultInitValueUse = DEFAULT_INIT_VALUE_DISABLE;
  hcrc.Init.GeneratingPolynomial = 79764919;
  hcrc.Init.CRCLength = CRC_POLYLENGTH_32B;
  hcrc.Init.InitValue = 0xffffffff;
  hcrc.Init.InputDataInversionMode = CRC_INPUTDATA_INVERSION_WORD;
  hcrc.Init.OutputDataInversionMode = CRC_OUTPUTDATA_INVERSION_ENABLE;
  hcrc.InputDataFormat = CRC_INPUTDATA_FORMAT_WORDS;
  if (HAL_CRC_Init(&hcrc) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

编程

先独立生成工程，各自安好，前面的2个设置都可以得出正确的结果。

接下来的事想的很简单，在需要切换不同的校验模式时，分别调用MX_CRC_Init_modbus()和MX_CRC_Init_crc32()这两个函数，重新初始化CRC外设，然后使用HAL_CRC_Calculate()来计算。
如果不行，再加上初始化之前再加上HAL_CRC_MspDeInit()函数，先做个禁止，再调用前面的初始化函数，应该就可以了吧。

现实是不行。重新初始化之后，CRC相关寄存器的值全部是0，无法使用。

然后尝试寄存器操作，强制重置CRC的相关寄存器，如下图


结果还是不行，工程原生校验CRC32的话，CRC32就可以正常计算，但MODBUS结果错误。反之也是类似结果。

注意我的注释，寄存器的设置是有先后顺序的，否则结果错乱。

  //CRC 32
  hcrc.Instance->POL  = 0;             //要先把多项式改为0，否则其他寄存器的值会乱
  hcrc.Instance->CR   = 0xe0;           //输出反转，输入反转，32位
  hcrc.Instance->INIT = 0xffffffff;   //置初值
  hcrc.Instance->DR   = 0xffffffff;   //置初值
  hcrc.Instance->IDR  = 0;
  hcrc.Instance->POL  = 0x04c11db7;    //多项式的值
  hcrc.Instance->CR  |= 0x01;          //复位，准备开始计算

  //MODBUS CRC 16
  hcrc.Instance->POL = 0;             //要先把多项式改为0，否则其他寄存器的值会乱
  hcrc.Instance->CR = 0xa8;           //输出反转，输入反转，32位
  hcrc.Instance->INIT = 0x0000ffff;   //置初值
  hcrc.Instance->DR = 0x0000ffff;     //置初值
  hcrc.Instance->IDR = 0;
  hcrc.Instance->POL = 0x8005;    //多项式的值
  hcrc.Instance->CR |= 0x01;          //复位，准备开始计算

CRC相关的就这么几个寄存器，我全设置一遍后，还是不能得出正确结果，这就尴尬了。

问题最终解决

在调试时，偶然发现HAL_CRC_Calculate()这个函数的调用时，第1个参数hcrc这个结构体，它还有自己的其他参数。

如果只更改CRC的5个寄存器的参数的话，hcrc结构体中的变量并未更改，这就导致在不同的设置做切换时，不能得出正确结果。

下图是CRC32时，hcrc结构体的数据

下图是MODBUS CRC16时，hcrc结构体的数据
我们修改参数，一般都只在Instance中修改，但这玩意还需要修改Init，和InputDataFormat才行。
代码如下：
由于CRC32用得不是很频繁，所以将模式切换代码放在LL_hw_crc32()函数中，在MODBUS模式时，就不用模式切换了，省点执行过程。
注意CRC32时，有个取反操作

u32 LL_hw_crc32(u32* pdata, u16 len) //长度是按照字为单位，即1表示4个字节
{
  u32 crc32;

  //CRC 32
  hcrc.Instance->POL  = 0;             //要先把多项式改为0，否则其他寄存器的值会乱
  hcrc.Instance->CR   = 0xe0;           //输出反转，输入反转，32位
  hcrc.Instance->INIT = 0xffffffff;   //置初值
  hcrc.Instance->DR   = 0xffffffff;   //置初值
  hcrc.Instance->IDR  = 0;
  hcrc.Instance->POL  = 0x04c11db7;    //多项式的值
  hcrc.Instance->CR  |= 0x01;          //复位，准备开始计算
  hcrc.Init.DefaultInitValueUse     = 1;
  hcrc.Init.DefaultPolynomialUse    = 1;
  hcrc.Init.GeneratingPolynomial    = 0x04c11db7;
  hcrc.Init.CRCLength               = 0;
  hcrc.Init.InitValue               = 0xffffffff;
  hcrc.Init.InputDataInversionMode  = 0x60;
  hcrc.Init.OutputDataInversionMode = 0x80;
  hcrc.InputDataFormat              = 3;
  

  crc32 = ~HAL_CRC_Calculate(&hcrc, (u32*)pdata, len);
  
  //MODBUS CRC 16
  hcrc.Instance->POL = 0;             //要先把多项式改为0，否则其他寄存器的值会乱
  hcrc.Instance->CR = 0xa8;           //输出反转，输入反转，32位
  hcrc.Instance->INIT = 0x0000ffff;   //置初值
  hcrc.Instance->DR = 0x0000ffff;     //置初值
  hcrc.Instance->IDR = 0;
  hcrc.Instance->POL = 0x8005;    //多项式的值
  hcrc.Instance->CR |= 0x01;          //复位，准备开始计算
  hcrc.Init.DefaultInitValueUse     = 1;
  hcrc.Init.DefaultPolynomialUse    = 1;
  hcrc.Init.GeneratingPolynomial    = 0x8005;
  hcrc.Init.CRCLength               = 8;
  hcrc.Init.InitValue               = 0xffff;
  hcrc.Init.InputDataInversionMode  = 0x20;
  hcrc.Init.OutputDataInversionMode = 0x80;
  hcrc.InputDataFormat              = 1;

  return crc32;
}

u16 LL_hw_crc16(u8* pdata, u8 len)
{
  u16 crc;
  
  crc = HAL_CRC_Calculate(&hcrc, (u32*)pdata, len);
  
  return crc;
}

通过这两个函数，即可实现硬件CRC计算，在2个不同的模式之间正确切换。

其他模式请自行摸索。