STM32无硬件随机数发生器时生成随机数的方法

只看该作者 · 2023-12-20 15:37

有硬件随机数发生器，（RNG）

对于有RNG功能的MCU，直接调用相关的函数即可，很简单
HAL_RNG_GetRandomNumber 获得随机数

srand(SysTick->VAL); //将systick计数器的值作为种子

k=rand()%100; //获得100以内的随机数

无硬件随机数发生器

中低端的MCU是不包含RNG单元的，但是也有办法产生随机数。

通过随机数函数，生成伪随机数

有srand()和rand()这两个函数，需要配对使用。

srand()是输入一个随机数种子，然后调用rand()函数得到一个随机数，这个数呢，其实是通过各种加减乘除算出来的，并不是真随机数。如果srand()提供的种子不变，则rand()生成的不是真随机数。

要想输出真随机数，就需要给的种子也是随机的，但这不容易办到。如果每次给他的种子变一下，则rand()就可以输出接近真随机数了。

但是这个变，又不能像1，2，3，4这样来搞，对于STM32来说，可以调用SYSTICK时钟计数器的值作为种子，这样rand()就可以输出“真”随机数了。当然这个“真”是打了引号的，并不是真正的随机数，只是看起来比较像而已。

只看该作者 · 2023-12-20 15:37

srand(SysTick->VAL); //将systick计数器的值作为种子
k=rand()%100; //获得100以内的随机数

只看该作者 · 2023-12-20 15:38

通过ADC，生成真随机数
STM32自带的ADC至少12位，而我们都知道ADC的最低1，2位其实是噪声，随机性比较大。
那么我们就可以将2个电阻分压后后，接入单片机的一个ADC引脚，多次读取ADC的值，取最低的1位或2位来组合成1个数值，这种办法得到的随机数是真正的随机数，其随机性与RNG单元基本相当，但这种方法非常耗MCU时间，酌情使用。
有一个折衷的办法，通过DMA来多次读取ADC的值，到最后再一次性的合并。这个办法虽然耗时较长，但不怎么占用MCU的开销。