三菱 FX3U Modbus CRC16 校验码生成程序（结构化工程，计算法）

1. 设备

PLC型号：三菱 FX3U
使用仿真器验证程序。仿真器------凌一仿真器
- 仿真器官网：http://www.ly-plc.com/downloads
- 仿真器简单使用教程视频：【PLCSimulator】凌一FX3U仿真器安装及使用说明-Bilibili
通讯设备：电脑模拟串口（com0com）
- 模拟串口软件下载官网（SourceForge上，需要梯子）：https://sourceforge.net/projects/com0com/

2. 参考资料

三菱官方通讯手册：FX系列微型可编程控制器用户手册 $通信篇$
Modbus 协议规范文档（CRC 计算示例在附录 80-86 页）：https://image.modbus.cn/wp-content/uploads/2022/03/2022031708564080.pdf
CRC16-Modbus 校验代码实例（C语言实现，查表法、计算法均有）：【CRC笔记】CRC-16 MODBUS C语言实现_modbus crc16 c语言代码-CSDN博客
计算法PLC程序（西门子博途ST语言实现，以下代码的参考源于此视频，还可参考视频下的高赞评论代码）：MODBUS RTU CRC16校验算法-Bilibili

3. 代码

FX3U工程项目使用 "结构化工程" 类型

此类型创建的项目，使用标签作变量，系统自动分配标签给寄存器，不需要纠结具体寄存器位置，可使用 IEC 标准的指令，使用起来有点欧系 PLC 的味道
使用计算法实现（占用内存少，但处理大量寄存器计算时速度较慢）
按照 RS 指令发送顺序优化（实现以下两种数据发送模式下的 CRC 校验计算）
1. M8161 = 0 -- 设置为 16 位数据收发模式
  - 一个 WORD 寄存器，先发低字节，再发高字节
  - 实际发送字节数 = 寄存器数量 X 2 2. M8161 = 1 -- 设置为 8 位数据收发模式。
- 一个 WORD 寄存器，只发低字节，高字节不管。
- 实际发送数据字节数 = 传入的寄存器数量
- 使用 PLC 中自带的 CRC 指令则应使用这种数据模式，否则算出的校验码和传入的数据不匹配）

计算法见上一篇文章

上一篇文章讲解了计算法相关程序：https://blog.csdn.net/weixin_44112083/article/details/155649333

全局标签（全局变量）

计算法不需要全局标签

3.1 功能块 -- MB_CRC16_Calc -- CRC校验码计算程序（计算法）

此功能块每次计算 CRC 时调用，可重复调用同一个实例进行不同数据的计算

局部标签

类	标签名	数据类型	注释
VAR_INPUT	reg_len	Word $Signed$	寄存器数量(用户输入值)
VAR_INPUT	data	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$ (0...127)	要计算的数据(INT数组)
VAR_INPUT	rs_mode	Bit	RS指令设定的寄存器模式：0/1=16位/8位
VAR_OUTPUT	output	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$	计算结果

VAR	reg_len_OK	Word $Signed$	寄存器数量(校验OK值)
VAR	crc_tmp	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$	CRC输出(初始值0xFFFF)
VAR	reg_idx	Word $Signed$	寄存器索引（循环变量1）
VAR	index_j	Word $Signed$	循环变量2
VAR	index_i	Word $Signed$	循环变量3

功能块输入（定义同上一篇文章中的计算法功能块）：
- 数据：data，无符号整数数组，最大长度128
- 寄存器数量：reg_len，无符号整数，范围 0-125
- 数据模式（前文说过的8/16位模式）：rs_mode，0/1 = 8位模式 / 16位模式
功能块输出
- 计算出的CRC校验码结果：output，无符号整数

程序本体：ST 语言代码段

BASIC 复制代码

(* Modbus CRC16 校验程序-计算法 *)

(* 2. 边界检查：最多128个寄存器（256字节，功能码&站号(2字节) + 寄存器长度(2字节) + 传输数据最多125字） *)
IF reg_len > 125 THEN
	reg_len_OK := 125;
ELSIF reg_len <= 0 THEN
	reg_len_OK := 0;
	output := 16#FFFF;
	RETURN;
ELSE
	reg_len_OK := reg_len;
END_IF;

(* 设置输出初始值  *)
crc_tmp := 16#FFFF;

(* 3-1. 16位模式 M8161=0  *)
IF NOT rs_mode THEN
	(* 外循环，对每个寄存器 *)
	FOR reg_idx := 0 TO reg_len_OK - 1 DO
		FOR index_i := 0 TO 1 DO  (* 高低字节循环，先低字节后高字节 *)
			IF index_i = 0 THEN
				crc_tmp := crc_tmp XOR (data[reg_idx] AND 16#00FF);
			END_IF;
			IF index_i = 1 THEN
				crc_tmp := crc_tmp XOR SHR(data[reg_idx], 8);
			END_IF; 
			(* 内循环，对每一位 *)
			FOR index_j := 1 TO 8 DO
				IF (crc_tmp AND 16#0001) = 1 THEN
					crc_tmp := SHR( crc_tmp , 1 );
					crc_tmp := crc_tmp XOR 16#A001;
				ELSE
					crc_tmp := SHR( crc_tmp , 1 );
				END_IF;
			END_FOR;
		END_FOR;
	END_FOR;
END_IF;

(* 3-2. 8位模式 M8161=1,只取低Byte作计算  *)
IF rs_mode THEN
	(* 外循环，对每个寄存器 *)
	FOR reg_idx := 0 TO reg_len_OK - 1 DO
		crc_tmp := crc_tmp XOR (data[reg_idx] AND 16#00FF);
		(* 内循环，对每一位 *)
		FOR index_j := 1 TO 8 DO
			IF (crc_tmp AND 16#0001) = 1 THEN
				crc_tmp := SHR( crc_tmp , 1 );
				crc_tmp := crc_tmp XOR 16#A001;
			ELSE
				crc_tmp := SHR( crc_tmp , 1 );
			END_IF;
		END_FOR;
	END_FOR;
END_IF;

(* 输出结果  *)
output := crc_tmp;

4. 功能块测试

声明 ST 代码段TEST_CRC，调用编写的功能块并验证输出是否OK

（在上一篇文章基础上，调用计算法功能块，并与查表法功能块比较数据是否一致）

代码段局部标签（局部变量）

类	标签名	数据类型
VAR	crc_result	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$
VAR	crc_result2	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$
VAR	crc_result3	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$
VAR	crc_result4	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$
VAR	MB_CRC16_Calc_1	MB_CRC16_Calc
VAR	MB_CRC16_CheckTable_1	MB_CRC16_CheckTable
VAR	MB_CRC16_InitCheckTable_1	MB_CRC16_InitCheckTable
VAR	regs_to_check	Word $Signed$
VAR	test_data_in	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$ (0...127)
VAR	crc_result5	Word $Unsigned$ /Bit STRING $16-bit$

BASIC 复制代码

(* 示例1：3个寄存器-16位数据模式（对应字节流：03 05 00 10 00 1E） *)
test_data_in[0] :=16#0305;
test_data_in[1] :=16#1000;
test_data_in[2] :=16#1E00;
regs_to_check := 3;

(* PLC运行第一个周期，初始化CRC表 *)
IF M8002 THEN
	MB_CRC16_InitCheckTable_1();
END_IF;


(* 示例1-1：计算3个寄存器的CRC，16位模式，rs_mode=0 *)
(* 结果: crc_result = 16#4409 *)
MB_CRC16_CheckTable_1(reg_len:= regs_to_check ,
 					data:= test_data_in,
 					rs_mode:= 0,
 					output:= crc_result);
 					
(* 示例1-2：计算3个寄存器的CRC，16位模式，rs_mode=0 *)
MB_CRC16_Calc_1(reg_len:= regs_to_check ,
 					data:= test_data_in,
 					rs_mode:= 0,
 					output:= crc_result5);	


(* 示例2：6个寄存器-8位数据模式（对应字节流：03 05 00 10 00 1E） *)
test_data_in[0] :=16#0003;
test_data_in[1] :=16#0005;
test_data_in[2] :=16#0000;
test_data_in[3] :=16#0010;
test_data_in[4] :=16#0000;
test_data_in[5] :=16#001E;
regs_to_check := 6;

(* 示例2：使用内置函数计算3个寄存器的CRC，对应RS中的8位数据模式(M8161=1) *)
CRC( TRUE , test_data_in[0], 6 , crc_result2 );

(* 示例2-2：调用查表功能块，对应RS中的8位数据模式(M8161=1) *)
MB_CRC16_CheckTable_1(reg_len:= regs_to_check ,
 					data:= test_data_in,
 					rs_mode:= 1,
 					output:= crc_result3);

regs_to_check := 6;
 (* 示例2-3：调用计算法功能块，8位数据模式(M8161=1) *)
MB_CRC16_Calc_1(reg_len:= regs_to_check ,
 					data:= test_data_in,
 					rs_mode:= 1,
 					output:= crc_result4);

在线验证网站：https://www.23bei.com/tool/59.html

模式1（rs_mode = FALSE，16位数据模式）验证

模式2（rs_mode = TRUE，8位数据模式）验证

5. 最后

此程序仅用于测试、熟悉三菱的编程界面

实际计算 Modbus 的 CRC16 校验码时，建议采用CRC()函数

此函数在 FX3U 以上型号 PLC 都有，不需要额外编程，保证效率