单片机C语言如何产生随机数

只看该作者 · 2025-2-24 04:22

随机数在单片机的应用中也是很多的，当然产生随机数的方法有很多，当中有一个就是利用单片机定时器，取出未知的定时器THX和TLX的值，再加以运算得到一个规定范围内的随机数值。这做法也是可行的。或者预先写好一个随机数表，然后进行取数据。也是可以的。
KEIL里面产生随机数的函数确实是rand()，但头文件是stdlib.h，不是time.h。C语言提供了一些库函数来实现随机数的产生。C语言中有三个通用的随机数发生器，分别为 rand函数， random函数， randomize 函数；但是rand函数产生的并不是真意正义上的随机数，是一个伪随机数，是根据一个数，称之为种子，为基准以某个递推公式推算出来的一系数，当这系列数很大的时候，就符合正态公布，从而相当于产生了随机数，但这不是真正的随机数，当计算机正常开机后，这个种子的值是定了的，除非破坏了系统，为了改变这个种子的值，C提供了srand()函数，它的原形是void srand( int a)；在调用rand函数产生随机数前，必须先利用srand()设好随机数种子，如果未设随机数种子，rand()在调用时会自动设随机数种子为1。一般用for语句来设置种子的个数。

单片机产生随机数的两种方法

方法一：定时器直接随机取值

每按一次按键生成一个随机数，这个随机数实际是把定时器的值给取出来了，并不能算绝对的随机、方法二才是真正意义上的随机。

方法二：用定时器加rand()随机函数来实现

单片机上电之后通过按键去启动取随机数，若是单片机上电就立即取随机数的话，那每次上电随机的结果都是一样的。然后是0 到9不重复的随机数，程序中用了循环来判断是否和前面取的随机数相同，相同则进入，下次取随机数，不同则存入数组。

只看该作者 · 2025-2-25 14:37

adc可以拿来产生随机数阵列

1万 · 2025-3-10 17:46

线性同余生成器

只看该作者 · 2025-3-11 15:41

使用外部噪声源的值作为种子，可以提高随机性。

1万 · 2025-3-11 22:09

利用外部环境的噪声，如热噪声、光电效应等，作为随机数的种子。

只看该作者 · 2025-3-12 08:01

C语言标准函数库有一个软件随机数发生器，但是这个没法保证唯一性。

只看该作者 · 2025-3-12 10:31

真随机数要用专用的芯片

只看该作者 · 2025-3-12 16:09

环境噪声是不可预测的，生成的随机数具有较高的随机性；适用性广，大多数单片机都配备ADC，可以方便地实现。

1万 · 2025-3-14 22:30

伪随机数生成器产生的随机数在统计上可能并不完美

只看该作者 · 2025-3-15 01:36

定时器计数值的随机性取决于定时器的启动时间和中断触发等因素。

只看该作者 · 2025-3-15 08:33

系统计时器通常用于生成时基或测量时间间隔，其计数值在每次读取时都不同，可以用于生成随机数。

只看该作者 · 2025-3-16 11:31

读取未使用的ADC通道，获取环境噪声作为随机源。

只看该作者 · 2025-3-16 13:01

线性同余生成器（LCG）

只看该作者 · 2025-3-16 13:26

模拟输入引脚的噪声可能受到外界环境的影响，如电磁干扰、电源波动等，因此生成的随机数可能存在一定的偏差。

只看该作者 · 2025-3-16 14:15

uint32_t get_clock_jitter(void) {
uint32_t start = DWT_Cyccnt;
for (volatile int i = 0; i < 1000; i++);
uint32_t end = DWT_Cyccnt;
return end - start; // 利用时钟周期抖动
}

只看该作者 · 2025-3-17 20:54

软件只能写出伪随机数

只看该作者 · 2025-3-18 22:04

需要对采集到的随机数进行适当的处理，如取模运算，以得到所需范围内的随机数。

只看该作者 · 2025-3-19 11:44

硬件随机数生成器

只看该作者 · 2025-3-19 14:50

如果你的单片机有实时时钟（RTC）或高精度的计数器，你可以使用它们来生成种子值，从而初始化你的伪随机数生成器。这样，每次程序运行时，由于种子值的不同，你将得到不同的随机数序列。

只看该作者 · 2025-3-19 18:13

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define NUM_RANDOM_VALUES 100

// 预定义的随机数表
const int random_table[NUM_RANDOM_VALUES] = {
45, 23, 89, 12, 67, 34, 56, 78, 90, 11,
22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 10, 20,
30, 40, 50, 60, 70, 80, 91, 12, 34, 56,
78, 90, 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88,
99, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 91,
12, 34, 56, 78, 90, 11, 22, 33, 44, 55,
66, 77, 88, 99, 10, 20, 30, 40, 50, 60,
70, 80, 91, 12, 34, 56, 78, 90, 11, 22,
33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 10, 20, 30,
40, 50, 60, 70, 80, 91, 12, 34, 56, 78
};

int main() {
// 设置随机数种子
srand((unsigned int) time(NULL));

// 随机选择一个索引
int index = rand() % NUM_RANDOM_VALUES;

// 获取随机数
int random_number = random_table[index];

// 打印随机数
printf("Random number: %d\n", random_number);

return 0;
}

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