硬件 CRC 单元：一次实验看懂循环冗余校验

2026-09-15 实测验证：洋桃 1 号开发板（STM32F103C8T6），demo47_CRC 改造版，串口每秒输出 CRC a=56327939 b=C527FC48 c=5A，Keil MDK 5.25.3.0 编译 0 Error 0 Warning，STM32CubeProgrammer CLI 2.23.0 SWD 烧录通过。

#一、元信息

#二、实验平台与改造：demo47_CRC

• 官方原版的局限：demo47_CRC 把计算结果只放在调试器变量里——接上调试器才能看到，脱机运行什么都观察不到；
• 我们的改造：把结果改成串口 printf 每秒输出一次，接个 USB-TTL 就能实时观察，也让"每秒结果都一样"这件事变得肉眼可验证；
• 顺带一课：官方 demo 是"裸"工程，要补上板级串口驱动才能真正用 printf。

给任意官方 demo 补板级串口驱动，三步：

1. 把 usart.c / usart.h 拷进工程（含时钟、引脚、USART1 初始化与 printf 重定向）；
2. 把文件注册进 Keil 工程文件（.uvproj）——不注册就不参与编译，头文件找得到、函数链接不到；
3. main 里 USART1_Init() 后即可 printf。

#三、STM32 硬件 CRC 速览

核心调用顺序：

cRCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_CRC, ENABLE);   /* 1. 开时钟 */

CRC_ResetDR();                                      /* 2. 清态回初值 */
a = CRC_CalcCRC(0x12345678);                        /* 3. 逐个喂字，返回累积 CRC */
a = CRC_CalcCRC(0x23456789);
a = CRC_CalcCRC(0x34567890);                        /* a = 最后一次返回值 */

CRC_ResetDR();
b = CRC_CalcBlockCRC(y, 3);                         /* 4. 整块一次算完 */

CRC_SetIDRegister(0x5A);                            /* 5. IDR 便签：写 0x5A */
c = CRC_GetIDRegister();                            /*    回读 0x5A → 寄存器通路 OK */

#四、实测数据（串口每秒输出）

USART1 调试串口，每秒输出一行：

txtCRC a=56327939 b=C527FC48 c=5A

#五、关键问答

• Q1：为什么 a 每秒都一样？

因为 CRC 是确定性算法：相同输入序列 + 相同初态 = 相同输出。每次输出前都 CRC_ResetDR() 清回初值，喂的字也一字不差，结果自然每秒一致。确定性正是 CRC 能当校验码的前提——发送方、接收方各算一遍，对得上就是好数据。

• Q2：为什么 a≠b？

因为它们根本不是同一份数据：a 算的是 x 数组，b 算的是 y 数组。同一个数，逐个喂和整块算结果完全一样（把 y 数组逐个喂，得到的值就是 b）；不同数据算出不同值，CRC 才有"发现损坏"的能力。

• Q3：a 和 b 能直接比大小吗？

不能拿数值直接比——一个按十进制打印、一个按十六进制打印（a=56327939 即 0x035B7F03）。它们本来就来自两份不同的数据，比较没有意义。

#六、CRC 应用一览

#七、边界：CRC 能做什么、不能做什么

• 只能发现意外损坏（线噪、位翻转、写坏的 Flash），不能纠错——发现错了只能重传/重读；要"就地纠错"得上 ECC / 海明码（NAND Flash、内存 ECC 那一套）；
• 防不了恶意篡改：算法公开、无密钥，攻击者可以连数据带 CRC 一起改好；防篡改要用密码学哈希（SHA-256）+ 签名（ECDSA/RSA）；
• 一句话：CRC 管"坏了没有"，签名管"是不是我发的"。

#八、CRC 在 OTA 里的位置

1. 下载固件（HTTPS/TLS 通道）→ 写入 Flash 备用区；
2. 下载完先做 CRC / 哈希校验，不过关直接丢弃，绝不碰正在运行的固件；
3. 校验通过 → 在元数据里标记有效；
4. 复位 → bootloader 再验一次 CRC/签名 → 通过则跳转新固件；启动失败或再校验不过 → 回滚旧固件。

CRC 只解决"下载坏没坏"。完整 OTA 还需要固件签名（ECDSA/RSA）防伪造、TLS 防通道窃听篡改——安全启动就是"CRC 之外的那几层"。

#九、参考库/链接

• STM32F103 参考手册（RM0008）：CRC 章节（多项式 0x4C11DB7、数据寄存器 DR、独立 IDR）
• 洋桃1号官方例程：demo47_CRC（本页改造对象）

#十、相关阅读

• 定时器与中断：1 秒心跳与五阶段状态机——每秒输出一次这种定时节奏用它实现
• STM32 实战复盘：一次烧录验证串起的整条工具链——UID 防伪实战，L3 方案的代码区 CRC 自校验正是本页外设的用武之地

#11、更新日志