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STM32 CRC校验与芯片ID应用全解析:从原理到实践 | 零基础入门STM32第九十七步

主题内容教学目的/扩展视频
CRC与芯片ID原理实现CRC校验和读取芯片ID为单片机应用提供数据验证和身份识别的功能。

师从洋桃电子,杜洋老师


📑文章目录

    • 一、CRC校验功能解析
      • 1.1 CRC基本原理
      • 1.2 核心功能对比
    • 二、CRC校验应用实战
      • 2.1 典型应用场景
      • 2.2 程序实现流程
      • 2.3 关键代码解析
    • 三、芯片ID功能解析
      • 3.1 芯片ID特性
      • 3.2 地址映射结构
    • 四、芯片ID应用实战
      • 4.1 典型应用场景
      • 4.2 程序实现流程
      • 4.3 关键代码解析
    • 五、扩展应用设计
      • 5.1 安全增强方案
      • 5.2 调试技巧
    • 六、常见问题解答
      • 附:关键寄存器速查表
    • 七、相关资源


一、CRC校验功能解析

1.1 CRC基本原理

原始数据
CRC计算单元
校验码生成
数据验证
  • 硬件加速:STM32内置32位CRC计算器
  • 多项式:默认使用CRC-32/MPEG-2标准(多项式0x04C11DB7)
  • 特性
    • 支持单个数据/数据块计算
    • 独立用户寄存器(8位)用于临时存储
    • 计算前需复位清空历史数据

1.2 核心功能对比

功能类型操作方式适用场景
单次计算CRC_CalcCRC()离散数据校验
批量计算CRC_CalcBlockCRC()连续数据流校验
独立寄存器CRC_SetIDRegister()临时数据存储

二、CRC校验应用实战

2.1 典型应用场景

  1. Flash完整性校验:验证固件烧录正确性
  2. 通信数据验证:UART/SPI传输数据校验
  3. 文件签名:软件升级包完整性验证

2.2 程序实现流程

MCU CRC 开启时钟(RCC_AHBPeriph_CRC) CRC_ResetDR() CRC_CalcCRC(0x12345678) CRC_CalcBlockCRC(buffer, length) 返回校验结果 MCU CRC

2.3 关键代码解析

// CRC初始化与计算示例
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_CRC, ENABLE); // 启用CRC时钟

uint32_t Calc_SingleData(void) {
    CRC_ResetDR();
    return CRC_CalcCRC(0x12345678); // 返回单个数据CRC值
}

uint32_t Calc_DataBlock(uint32_t *buf, uint32_t len) {
    CRC_ResetDR();
    return CRC_CalcBlockCRC(buf, len); // 返回数据块CRC值
}

三、芯片ID功能解析

3.1 芯片ID特性

  • 唯一性:96位全球唯一标识(不可修改)
  • 存储位置:0x1FFFF7E8 ~ 0x1FFFF7F3
  • 读取方式
    • 32位模式读取3个寄存器
    • 16位模式读取6个寄存器
    • 8位模式读取12个寄存器

3.2 地址映射结构

0x1FFFF7E8
ID_Part1
0x1FFFF7EC
0x1FFFF7F0
32位数据
32位数据
32位数据

四、芯片ID应用实战

4.1 典型应用场景

  1. 设备身份认证:硬件加密绑定
  2. 防克隆保护:验证合法硬件
  3. 生产追溯:记录产品序列号

4.2 程序实现流程

定义存储数组
读取ID地址
32位模式读取
验证ID合法性
应用处理

4.3 关键代码解析

// 芯片ID读取示例
uint32_t ChipID[3];
void Read_ChipID(void) {
    ChipID[0] = *(__IO uint32_t *)(0x1FFFF7E8); // 高位
    ChipID[1] = *(__IO uint32_t *)(0x1FFFF7EC); // 中位
    ChipID[2] = *(__IO uint32_t *)(0x1FFFF7F0); // 低位
}

// ID验证示例
bool Verify_ChipID(void) {
    return (ChipID[0] == 0x066EFF34) && 
           (ChipID[1] == 0x3437534D) && 
           (ChipID[2] == 0x43232328);
}

五、扩展应用设计

5.1 安全增强方案

读取芯片ID
加密算法处理
生成设备密钥
固件加密
安全启动验证

5.2 调试技巧

  1. CRC验证工具:使用在线CRC计算器交叉验证
  2. ID读取验证:通过ST-Link Utility直接查看内存
  3. 端序转换:使用__REV宏处理大小端转换

六、常见问题解答

Q1:CRC计算结果与软件算法不一致?

  • 检查多项式配置
  • 确认初始值是否复位
  • 验证数据输入顺序(字节序)

Q2:读取的芯片ID全为0或FFFF?

  • 检查地址是否正确
  • 确认芯片未处于保护模式
  • 验证内存访问权限

Q3:如何防止芯片ID被篡改?

  • 结合加密算法处理原始ID
  • 在安全启动流程中验证
  • 使用OTP区域存储校验值

附:关键寄存器速查表

功能相关地址/寄存器访问方式
CRC计算器CRC_DR直接读写
独立寄存器CRC_IDR8位存取
芯片ID高位0x1FFFF7E832位读取
芯片ID中位0x1FFFF7EC内存映射访问

七、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册(中文)
[4] CRC功能测试程序
[5] 芯片ID读取程序
[6] CRC与芯片ID原理.pptx


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更新日志

  • v1.0 初始版本(2025-04-09)
http://www.dtcms.com/a/121852.html

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