【STM32】硬件随机数程序示例

00. 目录

01. 概述

STM32F4 自带了硬件随机数发生器（RNG），RNG 处理器是一个以连续模拟噪声为基础的随机数发生器，在主机读数时提供一个 32 位的随机数。

相关头文件和源码在stm32f4xx_rng.h/stm32f4xx_rng.c。

02. 硬件模块

用到的硬件资源有：
1） 指示灯 DS0
2） 串口
3） KEY0 按键
4） 随机数发生器(RNG)
5） TFTLCD 模块

03. 相关函数

/* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
/* Exported functions --------------------------------------------------------*/ 

/*  Function used to set the RNG configuration to the default reset state *****/ 
void RNG_DeInit(void);

/* Configuration function *****************************************************/
void RNG_Cmd(FunctionalState NewState);

/* Get 32 bit Random number function ******************************************/
uint32_t RNG_GetRandomNumber(void);

/* Interrupts and flags management functions **********************************/
void RNG_ITConfig(FunctionalState NewState);
FlagStatus RNG_GetFlagStatus(uint8_t RNG_FLAG);
void RNG_ClearFlag(uint8_t RNG_FLAG);
ITStatus RNG_GetITStatus(uint8_t RNG_IT);
void RNG_ClearITPendingBit(uint8_t RNG_IT);

04. 程序示例

rng.h文件

#ifndef __RNG_H__
#define __RNG_H__

#include "sys.h"

//初始化
u8 RNG_Init(void);

//获取随机数
u32 RNG_Get_RandomNum(void);

//获取范围内的随机数
u32 RNG_Get_RandomRange(int min, int max);


#endif/*__RNG_H__*/

rng.c文件

#include "rng.h"

#include "delay.h"

//初始化
u8 RNG_Init(void)
{
     
	u16 retry = 0;
	
	//使能时钟
	RCC_AHB2PeriphClockCmd(RCC_AHB2Periph_RNG, ENABLE);
	
	//使能RNG
	RNG_Cmd(ENABLE);
	
	//等待随机数就绪
	while(RNG_GetFlagStatus(RNG_FLAG_DRDY) == RESET && retry < 10000)
	{
     
		retry++;
	
		delay_us(100);
	}
	
	if (retry >= 10000)
	{
     
		return 1;
	}
	
	//获取第一个随机数丢弃处理
	//将 RNGEN 位置 1 后产生的第一个随机数不应使用，但应保存起来，
	//与产生的下一个随机数进行比较。随后产生的每个随机数都需要与
	//产生的上一个随机数进行比较。如果任何一对进行比较的数字相等，
	//则测试失败（连续随机数发生器测试）。
	RNG_GetRandomNumber();

	return 0;
}

//获取随机数
u32 RNG_Get_RandomNum(void)
{
     
	//等待随机数就绪
	while(RNG_GetFlagStatus(RNG_FLAG_DRDY) == RESET)
		/*Do Nothing*/;

	return RNG_GetRandomNumber();
}

//获取范围内的随机数
u32 RNG_Get_RandomRange(int min, int max)
{
     

	return RNG_Get_RandomNum() % (max - min + 1) + min;
}

main.c文件

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
#include "usmart.h"
#include "lcd.h"
#include "rtc.h"
#include "rng.h"
#include "key.h"

//LED状态设置函数
void led_set(u8 sta)
{
     
	LED1 = sta;
}

//函数参数调用测试函数
void test_fun(void(*ledset)(u8), u8 sta)
{
     
	ledset(sta);
}

int main(void)
{
      
	u32 num = 0;
	u8 key = 0;
	u8 t = 0;

	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	
	delay_init(168);
	
	uart_init(115200);
	
	usmart_dev.init(84);

	
	LED_Init();
	
	KEY_Init();
	
	LCD_Init();
	
		
	POINT_COLOR = RED;
	
	LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");	
	LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"RNG TEST");	
	LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@tom");
	LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2020/09/10");	 
	
	//初始化随机数发生器
	while(RNG_Init())
	{
     
		LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"RNG Error!");
		delay_ms(200);
		LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"RNG Trying....");	
	}
	
	LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"RNG Ready! ");	 

	LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"KEY0:Get Random Num");	 

	LCD_ShowString(30,180,200,16,16,"Random Num: ");	 

	LCD_ShowString(30,210,200,16,16,"Random Num[0-9]: ");	 
	
	POINT_COLOR = BLUE;
	
	while(1)
	{
     
		delay_ms(20);
		
		key = Key_Scan();
		if (key == KEY0_PRESS)
		{
     
			//获取随机数
			num = RNG_Get_RandomNum();
			LCD_ShowNum(30 + 8 * 16, 180, num, 10, 16);	
		}
		
		
		if ((t % 25) == 0)
		{
     
			LED1 = !LED1;
			//获取随机数
			num = RNG_Get_RandomRange(0, 9);
			LCD_ShowNum(30 + 8 * 16, 210, num, 1, 16);				
		}
		
		t++;	
	}
}

05. 结果验证

将程序下载到探索者 STM32F4 开发板后，可以看到 DS0 不停的闪烁，提示程序已经在运行了。同时每隔 250ms，获取一次区间[0,9]的随机数，实时显示在液晶上。然后我们也可以按下 KEY0，就可以在屏幕上看到获取到的随机数，

06. 附录

6.1 【STM32】STM32系列教程汇总

网址：【STM32】STM32系列教程汇总

07. 声明

该教程参考了正点原子的《STM32 F4 开发指南》