二進制PLC通信的校驗和

Question

我一直在努力計算使用二進制命令與Unitronics PLC通信的校驗和。 他們提供了源代碼，但是它是在僅Windows的C＃實現中進行的，除了基本語法之外，對我幾乎沒有幫助。

規格PDF （校驗和計算即將結束）

C＃驅動程序源 （Utils.cs中的校驗和計算）

預期結果

以下是字節索引，消息描述和起作用的示例。

#  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 | 24 25 26 27 28 29 | 30 31 32
# sx--------------- id FE 01 00 00 00 cn 00 specific--------- lengt CHKSM | numbr ot FF addr- | CHKSM ex
# 2F 5F 4F 50 4C 43 00 FE 01 00 00 00 4D 00 00 00 00 00 01 00 06 00 F1 FC | 01 00 01 FF 01 00 | FE FE 5C

該規范要求計算22字節消息頭的累加值，以及分別計算6+字節細節的累加值，得到和模65536的值，然后返回該值的二進制補碼。

嘗試＃1

我的理解是Python中的波浪號（〜）運算符直接來自C / C ++。 在寫了一天創建消息的Python之后，我想到了這個（精簡版）：

#!/usr/bin/env python

def Checksum( s ):
    x = ( int( s, 16 ) ) % 0x10000
    x = ( ~x ) + 1 
    return hex( x ).split( 'x' )[1].zfill( 4 )

Details = ''
Footer  = ''
Header  = ''
Message = ''

Details += '0x010001FF0100'

Header += '0x2F5F4F504C4300FE010000004D000000000001000600'
Header += Checksum( Header )

Footer += Checksum( Details )
Footer += '5C'

Message +=  Header.split( 'x' )[1].zfill( 4 )
Message += Details.split( 'x' )[1].zfill( 4 )
Message +=  Footer

print Message

訊息： 2F5F4F504C4300FE010000004D000000000001000600600L010001FF010001005C

我在那兒看到了L，這與昨天的結果是不同的，直到今天為止。 如果您需要基於消息其余部分的快速公式結果： Checksum（Header）應該返回F1FC，而Checksum（Details）應該返回FEFE 。

它返回的值與規范的示例幾乎沒有相同。 我認為，問題可能是一個或兩件事情：校驗方法不正確計算十六進制字符串的總和或Python的~運營商是不是等同於C ++ ~運營商。

嘗試＃2

一位朋友給了我有關計算的C ++解釋，我只是無法理解這段代碼，我的C ++知識很少。

short PlcBinarySpec::CalcHeaderChecksum( std::vector<byte>  _header ) {
    short bytesum = 0;
    for ( std::vector<byte>::iterator it = _header.begin(); it != _header.end(); ++it ) {
        bytesum = bytesum + ( *it );
    }
    return ( ~( bytesum % 0x10000 ) ) + 1;
}

Answer 1

我不確定要正確的代碼是什么……但是如果要讓Checksum(Header)返回f705，而返回的是08fb，那就是問題所在：

x = ( ~( x % 0x10000 ) ) + 1

簡短的版本是您想要的：

x = (( ~( x % 0x10000 ) ) + 1) % 0x10000

這里的問題不是~意味着不同。 由於文檔說， ~x回報“的位x倒”，這實際上是它意味着在C同樣的事情（至少在二進制補碼平台，其中包括所有Windows平台）。

您可能會遇到C和Python類型之間的差異的問題（C整數類型是固定大小且有溢出； Python整數類型實際上是無窮大，並根據需要增長）。 但我認為這不是您的問題。

問題僅在於如何將結果轉換為字符串。

在兩個版本中，調用Checksum(Header)的結果Checksum(Header)直至格式）均為-2299或-0x08fb。

在C語言中，您幾乎可以將帶符號整數視為相同大小的無符號整數（盡管在某些情況下，您可能不得不忽略警告）。 確切的功能取決於您的平台，但在2s補碼平台上，帶符號的短-0x08fb與無符號的0xf705逐位等效。 因此，例如，如果您執行sprintf(buf, "%04hx", -0x08fb) ，它就可以正常工作-並且（在大多數平台上，包括所有Windows上）為您提供無符號的等效值f705 。

但是在Python中，沒有無符號整數。 int -0x08fb與0xf705無關。 如果您執行"%04hx" % -0x08fb ，您將得到-8fb ，並且無法強制“將其強制轉換為未簽名”或類似的東西。

您的代碼實際上執行hex(-0x08fb) ，給您-0x8fb ，然后在x上split ，給您8fb ，您將其zfill到08fb ，這使問題更難注意到（因為看起來很完美）有效的十六進制字節對，而不是減號和三個十六進制數字），但這是相同的問題。

無論如何，您必須明確確定“無符號等效項”的含義，並編寫代碼來做到這一點。 由於您試圖匹配C在2s補碼平台上的功能，因此可以將該顯式轉換寫為% 0x10000 。 如果執行"%04hx" % (-0x08fb % 0x10000) ， f705得到f705 ，就像在C中所做的一樣。對於現有代碼也是如此。

Answer 2

這很簡單。 我通過在計算器上手動添加所有標頭字節來檢查您朋友的算法，它產生正確的結果（ 0xfcf1 ）。

現在，我實際上並不了解python，但是在我看來，這就像您要添加半字節值一樣。 您已使標題字符串如下所示：

Header = '2F5F4F504C4300FE010000004D000000000001000600'

然后，您將十六進制轉換為字符串中的每個字節並將其相加。 這意味着您正在處理0到15之間的值。您需要將每兩個字節視為一對，並將其轉換（值從0到255）。 或者，您需要使用實際的二進制數據而不是二進制數據的文本表示形式。

在算法的最后，如果您不信任它，則實際上不需要執行~運算符。 相反，您可以執行(0xffff - (x % 0x10000)) + 1 。 請記住，在加1之前，該值實際上可能是0xffff ，因此此后需要對整個結果乘以0x10000 。 您朋友的C ++版本使用short數據類型，因此根本不需要模，因為short會自然溢出