AVR Atmega128 范围内的随机数发生器

Question

我正在与我的朋友一起构建 ATmega128 研究项目，我们遇到了随机数生成器（从 0 到 5）的问题，因为该函数总是显示相同的结果。我们不能添加 time.h，因为 AVR Studio 不接受这个。

代码如下：

uint8_t randomNumber(uint8_t r){
r = rand()%5;
return r;
}

其他尝试

uint8_t randomNumber(uint8_t min, uint8_t max){
uint8_t = result;
result = min + rand() % (max+1 - min);
return result;
}

有什么想法吗？谢谢，塞巴斯蒂安

Answer 1

哇，这个问题让我掉进了兔子洞。

伪随机数比较容易生成。
真正的随机数很难生成。
您的随机数的质量（是否出现偏差）完全取决于您的种子值。
随机数生成器的种子值必须是（等等）随机的，否则人们可以猜出你使用的是哪个数字，从而破坏你的生成器的随机性。

从哪里获得随机种子值？

互联网提出的方案：

来自环境的自然噪声（读取一个 adc，或者...https://www.fourmilab.ch/hotbits/（我知道这对于 arduino 项目不实用，但有趣 none 更少））。
时间用户输入（人类默认不精确）。
晶体之间的时间差异。 [https://en.wikipedia.org/wiki/Clock_drift]

轻微免责声明： 1/3 已被证明在商业环境中是不安全的，并且很容易看出 #2 是如何通过使用计算机而不是人类来进行游戏的。

所以最快的方法可能是使用浮动ADC。在你认为这是个好主意之前：https://skemman.is/bitstream/1946/10689/1/ardrand.pdf

记住：较大的种子池会增加随机性（也就是使用 32 位随机种子值比使用布尔随机种子值更好）。

128 上的 ADC 有 1024 个值，实际上，浮点值趋向于远小于这个值（我读过你应该像 32 一样对待它）。

为了提高获得随机数的机会，多次从 adc 读数中取出最低位（也就是读取 adc 16 次以获得 16 位 "random" 数字）。

假设您设置了 adc 等

未经测试的伪代码

/* srand example */
#include <stdio.h>      /* printf, NULL */
#include <stdlib.h>     /* srand, rand */
#include <avr/io.h>

//pseudo code.  you must implement init_adc() and read_adc()
int main ()
{
  //Init and seed.
  uint16_t u_rand_val = 0;
  uint16_t u_seed_rand_val = 0;

  init_adc();
  //Note we're assuming the channel that you are reading from is FLOATING or hooked up to something very noisy.  
  //Gather bits from the adc, pushing them into your pseudorandom seed.
  for(uint8_t i=0; i<16; i++){
      u_seed_rand_val = u_seed_rand_val<<1 | (read_adc()&0b1);
      }
  srand (u_seed_rand_val);

  while(1){
       //Do whatever you were going to do.
       //Note that calls to rand() use the seed set up by srand above.
       u_rand_val = rand()%5;
       print("Cur val:%u", u_rand_val);
       }
  return 0;
}

AVR Atmega128 范围内的随机数发生器

AVR Atmega128 random number generator from range

c

random

avr

atmega