Не у всех микроконтроллеров есть аппаратный генератор случайных чисел. Например, у серии STM32F4 есть рандомайзер на базе специального АЦП, выдающего шумы. Поэтому там можно легко получить 32 рандомных бита, которые точно нельзя никак предсказать.

Но у младших и дешёвых серий вроде STM32F070, на котором я хочу сделать рандомайзер, аппаратного генератора нет. Поэтому нужно генерить числа программно, на основе случайных величин вроде измеренных значений температуры кристалла и состояния системного таймера.

Я нашёл интересную формулу, которая очень сильно запутывает значения с каждым новым вызовом. А для инициализации надо задавать рандомные значения Z1, Z2, Z3, Z4. Их можно менять перед каждым вызовом или через какое-то количество вызовов.

#define SEED 987654321

static uint32_t z1 = SEED, z2 = SEED, z3 = SEED, z4 = SEED;

double lfsr113 (void)
{
   uint32_t b;
   b  = ((z1 << 6) ^ z1) >> 13;
   z1 = ((z1 & 4294967294U) << 18) ^ b;
   b  = ((z2 << 2) ^ z2) >> 27;
   z2 = ((z2 & 4294967288U) << 2) ^ b;
   b  = ((z3 << 13) ^ z3) >> 21;
   z3 = ((z3 & 4294967280U) << 7) ^ b;
   b  = ((z4 << 3) ^ z4) >> 12;
   z4 = ((z4 & 4294967168U) << 13) ^ b;
   return (z1 ^ z2 ^ z3 ^ z4) * 2.3283064365386963e-10;
}

Получается очень хороший и быстрый псевдогенератор случайных чисел, но с возможностью добавления энтропии через задание Z1, Z2, Z3, Z4 на основе каких-либо случайных величин.

Идею я взял вот тут. Не знаю, какая тут лицензия, надеюсь, свободная:) Называется этот алгоритм LFSR113.

Спаял какую-то штуковину для следующего шортса.

Новый шортс!

YouTube
ВКонтакте
Платформа
Дзен
Рутуб

Схема рандомной мигалки из видео

Тут всё очень просто. На микросхеме NE556 (цена 15 р, там два независимых таймера 555) собрано два генератора: на R1, R2 и C1 низкочастотный (где-то 3 Гц) и на R3, R4 и C3 высокочастотный (примерно на 5 кГц). Причём у высокочастотного генератора частота плавает от температуры, потому что R3 это чип-термистор (B57330V2103J260, цена 10 р).

Далее обе частоты подаются на входы D-триггера в миниатюрной микросхеме 74AUP1G79 (цена 10 р). По сигналу низкой частоты, подаваемой на вход CLK триггера, происходит запоминание значения на линии высокой частоты. А поскольку эти два генератора независимы и их фазы плавают относительно друг друга, в триггер постоянно заносятся непредсказуемые значения. Из-за этого светодиод мигает по-разному.

Причём изменение характера мигания меняется то медленно, то резко. В идеале это псевдо рандомайзер, но в реальности обе частоты непредсказуемо плавают от температуры, поэтому это уже реально рандомный генератор. Если использовать сразу несколько терморезисторов с разными коэффициентами и расположить их по краям схемы (поближе к внешней среде), то хаотичность будет выше.

Напряжение питания может быть где-то в пределах от 3.9 В до 5 В. То есть, будет работать от аккумулятора, трёх батареек или от стандартных 5 В.

В общем, это интересная игрушка для начинающих электронщиков. Я думаю, что надо развести печатную плату, заказать их штук 30 и сделать из них рандомно мигающую гирлянду на новый год:)

Скинул в ChatGPT эту фотку и попросил определить номинал резистора. Вот что он написал:

На изображении изображён резистор с цветовой маркировкой. Слева направо видны следующие цветные полосы:

Зелёный (5)
Чёрный (0)
Чёрный (0)
Коричневый (×10)
Коричневый (±1% — допуск)

Расчёт номинала:
Первые три полосы: 5, 0, 0 → 500
Множитель (коричневый): ×10 → 500 × 10 = 5000 Ом
Допуск (коричневый): ±1%

Результат:
Номинал резистора: 5,0 кОм ±1%

В реальности номинал 51кОм. Он спутал вторую коричневую линию с чёрной и красную с коричневой. Но в целом, результат крутой конечно:)

Пора делать цветные игровые консольки:)

Здесь 160х80 пикселей с диагональю 0.96'' и драйвер ST7735S. Очень маленький, но для простых игр вполне подойдёт.

На алиэкспрессе эти дисплеи сейчас где-то по 130 рублей с платой.

Похоже, этот робот усталь и очень хочет спатиньки:) Но вредные людишки заставляют его встать и идти работать😁

Новый шортсик про мою новую игрушку:)

YouTube
ВКонтакте
Платформа
Дзен
Рутуб