DS18B20-認識CRC(1)

正式進入第六步驟-CRC

上篇說明了，讀取DS18B20中暫存器之數值（共九個字元），然後呢？有兩個選擇，一是再去讀取ROM中的數值？或者，我們深入的探究暫存器中的關鍵值-CRC？前者是讓單pin可連接多個DS18B20的關鍵，但不是此專案的目標，所以先放著。後者，才是通往本專案目標的必經之路。

簡單的來說，CRC是確認你從DS18B20讀取到的數值"於傳輸過程中沒有失真"的關鍵。

掌握了CRC，可以透過它來調整傳輸的參數設定，並能檢測數位傳輸的數值正確性，以防止「傳誤」的狀況產生。

什麼是CRC

【維基百科的解釋】
循環冗餘校驗（英語：Cyclic redundancy check，通稱「CRC」）是一種根據網路資料封包或電腦檔案等資料產生簡短固定位數驗證碼的一種雜湊函數，主要用來檢測或校驗資料傳輸或者儲存後可能出現的錯誤。生成的數字在傳輸或者儲存之前計算出來並且附加到資料後面，然後接收方進行檢驗確定資料是否發生變化。（資料來源： https://zh.wikipedia.org/wiki/循環冗餘校驗）

看得懂嗎？我是看不太懂啦！但你若用"CRC"當關鍵字來搜尋相關說明，大部份好心的網友會使用"長除法"來說明如何計算並取得所需之CRC值，但說實在的，我的數學不好，他們說的很清楚，但我還是看不懂！

就我的了解CRC：CRC是透過特定的數值運算規則計算，得到的檢驗碼。在DS18B20的運用中，具體的用法就是暫存器的前八個字元值運算後的CRC碼就置於最後第九個字元。當Arduino讀取了暫存器的九個字元值，透過同樣的CRC運算方式計算前八個字元值，所得之字元值若與讀取到的CRC碼相同，代表此次讀取的資料無誤，反之，則代表此次資料讀取出現錯誤，需捨棄不用。

還是有點硬的說明，不過，沒關係，要使用CRC不見得一定要懂得數學式，我們是要懂得如何使用，而不是去透析一切，底下的影片我認為是認識CRC計算及回推"最直觀"的說明，請耐心觀看！

 YouTube上一個不錯的CRC演示

認識Dallas的CRC-8

CRC碼其實只是種驗證的方法，可依設計者所需來調整位數及算法，以滿足其精確度。上圖是維基百科中所整理常用CRC的部份，其中用紅框圈住的就是Dallas針對1-Wire bus的CRC算法。而下圖就是Datasheet中CRC的操作圖示！

將Datasheet的資料與上述的計算式整合於一起就如同下圖所示：八位元的CRC運算、箭頭是移位方向、XOR（邏輯異或）

其中，圖示中標明的XOR是什麼，其實就是位元的邏輯運算式，常用的符號及運算規則如底下所示：

XOR運算：位元值相同則為"0"，相異則為"1"

CRC-8太難，從簡化版的CRC開始

觀看上述影片後，大家應該了解它的運作為何了吧！底下，我將用簡化版的CRC-4（來說明其操作步驟），重點是讓各位了解其運作的順序，用土法煉鋼的笨方法先，先會用，再從中找到規律來簡化。

CRC的練習-0-填零作業

首先，我們要進行運算的數值為"1011"，而在作CRC運算前，最先的步驟就是填零，既先將空位及後四碼填值為0

CRC的練習-1-步驟細分解

填零後，就先取出第一個位元值"1"及X4值"0"，先作XOR運算（相異得"1"），X2向右位移至X3，再取X1值"0"，進行XOR運算（相異得"1"）得X2值為1，X0值"0"再向右位移至X1，最後將"1"填入X0值中，既完成了第一步驟的運算。

CRC的練習-1-8-步驟分解

下圖是將運算步驟的圖示表，有點煩，但各位可以自行演算並參照之，很簡單的步驟，但有點煩，建議至少做1~2次。

 如上圖，重覆8次的運算結果，既可得至CRC值為"0001"

 找到規律了嗎？

我們不從數理中去說明，直接用最笨的方法，來作位元的運算及操作，這就是電腦的操作程序，從簡化的例子運算中，若你做過2次以上，那麼你會發覺，CRC運算是十分簡單的步驟，但就是有點煩。簡單是因為規則是別人訂的，我們只要照著操作，就是了。就是步驟很煩，一不小心就會出錯。

下一步，我們就要從CRC的運算中找出規律，再寫程式由電腦來做這簡單又煩雜的工作！