二进制PLC通信校验和

Question

我一直在绞尽脑汁地计算校验和，以便使用二进制命令与Unitronics PLC通信。他们提供的源代码，但它是在一个只有Windows的C#实现，这对我没有什么帮助，除了基本的语法。

规格PDF (校验和计算接近尾端)

C#驱动源 (Utils.cs中的校验和计算)

预期结果

下面是字节索引、消息描述和实际工作的示例。

#  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

该规范要求计算22字节消息头的累加值，并分别计算6+字节细节，得到sum 65536的值，然后返回该值的两个补充。

尝试#1

我的理解是Python中的tilde (~)操作符是直接从C/C++派生的。在编写了创建消息的Python一天之后，我想出了这个(简化版本)：

#!/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

信息：2F5F4F504C4300FE010000004D000000000001000600600L010001FF010001005C

我在那里看到了一个L，这和昨天的结果不一样，没有更近。如果您想要一个基于消息其余部分的快速公式结果：校验和(标头)应该返回F1FC，校验和(详细信息)应该返回。

它返回的值与规范的示例完全不同。我认为问题可能是一个或两个问题:校验和方法没有正确计算十六进制字符串的和，或者Python ~运算符不等同于C++ ~运算符。

尝试#2

一位朋友给了我他的C++解释计算应该是什么，我只是无法理解这段代码，我的C++知识是最少的。

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

我不完全确定正确的代码应该是…但是如果Checksum(Header)的目的是返回f705，并且返回08fb，那么问题是：

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

简短的版本是，您希望这样做：

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

这里的问题不是~的含义不同。正如文献资料所说，~x返回“倒置的x位”，这实际上与C中的意思相同(至少在包括所有Windows平台的2S补充平台上是如此)。

在这里，您可能会遇到C和Python类型之间的差异问题(C积分类型是固定大小的，并且溢出；Python积分类型实际上是无限大小的，并根据需要增长)。但我不认为这是你的问题。

问题只是如何将结果转换为字符串。

在这两个版本中，调用Checksum(Header) (直到格式化)的结果是-2299或-0x08fb。

在C中，您几乎可以将有符号整数视为相同大小的无符号整数(但在某些情况下，您可能不得不忽略这样做的警告)。这具体取决于您的平台，但在一个2s补码平台上，签名短-0x08fb是位对位等价于无符号0xf705。因此，例如，如果您使用sprintf(buf, "%04hx", -0x08fb)，它就可以正常工作--并且它提供给您(在大多数平台上，包括所有Windows)无符号等效的f705。

但是在Python中，没有无符号整数。Int-0x08fb与0xf 705无关。如果您执行"%04hx" % -0x08fb，您将得到-8fb，并且没有办法强制“将其强制转换为未签名的”或类似的东西。

您的代码实际上是hex(-0x08fb)，它为您提供了-0x8fb，然后在x上进行了split，给出了8fb，您将其zfill给了08fb，这使得问题更加难以注意到(因为这看起来像一对非常有效的十六进制字节，而不是一个减号和三个十六进制数字)，但这是同一个问题。

无论如何，您必须明确地决定“无符号等效”是什么意思，并编写代码来做到这一点。由于您试图匹配C在2S-补码平台上所做的工作，所以可以将显式转换编写为% 0x10000。如果您执行"%04hx" % (-0x08fb % 0x10000)，您将得到f705，就像您在C中所做的一样，对于您现有的代码也是如此。

Answer 2

很简单。通过在计算器上手动添加所有头字节，我检查了您朋友的算法，并得到了正确的结果(0xfcf1)。

现在，我并不知道python，但在我看来，它似乎是在加半字节的值。您的头字符串如下所示：

Header = '2F5F4F504C4300FE010000004D000000000001000600'

然后将字符串中的每个字节从十六进制中转换出来，然后添加它。这意味着您正在处理0到15之间的值。您需要将每两个字节视为对，并将其转换(值从0到255)。或者您需要使用实际的二进制数据，而不是二进制数据的文本表示。

在算法的末尾，如果您不信任~操作符，您就不需要做它了。相反，您可以做(0xffff - (x % 0x10000)) + 1。请记住，在添加1之前，该值可能实际上是0xffff，因此需要随后由0x10000对整个结果进行模块化。您朋友的C++版本使用short数据类型，所以根本不需要模块，因为short自然会溢出