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。

% h& i9 G% a$ |) O0 b( }0 q3 M相关头文件和源码在stm32f4xx_rng.h/stm32f4xx_rng.c。

02. 硬件模块
$ {: H0 \6 s# E! u+ [$ e; z用到的硬件资源有：
! i" x. A. z+ }( ^1） 指示灯 DS0
2） 串口
/ E3 j: e5 S+ L/ E3） KEY0 按键
$ L0 u' ~0 V9 D# H( k5 k4） 随机数发生器(RNG)
3 S5 Q) q! R0 y5） TFTLCD 模块
7 ]  f; g1 L# ]5 ]0 l
03. 相关函数

1. /* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
   . P: }7 @% q  l- f" G$ l
2. /* Exported functions --------------------------------------------------------*/
   5 y# C6 c% @2 U9 F
3. 
   + E/ l8 l" O2 N4 A* K
4. /*  Function used to set the RNG configuration to the default reset state *****/
   
5. void RNG_DeInit(void);
   / z0 a) ]0 `$ Z4 m% ]6 C! u
6. 
   ! A6 U  Q* @; A( A* f+ d' z% s5 t+ z
7. /* Configuration function *****************************************************/
   
8. void RNG_Cmd(FunctionalState NewState);
   
9. 
   
10. /* Get 32 bit Random number function ******************************************/
    ! ?5 M  g7 o8 k4 \
11. uint32_t RNG_GetRandomNumber(void);
    
12. 
    
13. /* Interrupts and flags management functions **********************************/
    
14. void RNG_ITConfig(FunctionalState NewState);
    " v( H9 Z2 M4 Q2 y0 u
15. FlagStatus RNG_GetFlagStatus(uint8_t RNG_FLAG);
    
16. void RNG_ClearFlag(uint8_t RNG_FLAG);
    % D7 B4 [: O0 H7 L1 p" ]
17. ITStatus RNG_GetITStatus(uint8_t RNG_IT);
    
18. void RNG_ClearITPendingBit(uint8_t RNG_IT);

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0 S$ Z& k; A* C* s5 e04. 程序示例
rng.h文件
0 z; s" D9 G. W7 @( `) }7 k

1. #ifndef __RNG_H__
   
2. #define __RNG_H__
   0 ]4 j% v1 u0 ?
3. 
   
4. #include "sys.h"
   
5. 
   , j( L: v9 d" I; O8 J
6. //初始化
   
7. u8 RNG_Init(void);
   ! W/ S: U1 t# ^, p* {
8. 
   7 D. k6 B: ], h- g( i5 B5 {
9. //获取随机数
   ' `+ q( y* N( E7 Q* d4 b
10. u32 RNG_Get_RandomNum(void);
    ' F  c6 y- i, E
11. 
    ! G0 i; F. N: r$ U/ F
12. //获取范围内的随机数
    - {0 Q7 D& k7 k. T& x
13. u32 RNG_Get_RandomRange(int min, int max);
    
14. 
    
15. 
    
16. #endif/*__RNG_H__*/

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0 Q7 s/ ]0 }& a5 Arng.c文件

1. #include "rng.h"
   
2. 
     D7 c* ^5 `5 Q7 F! @% f
3. #include "delay.h"
   - V+ x3 C9 P& v$ Q9 ^1 R
4. 
   
5. //初始化
   
6. u8 RNG_Init(void)
   0 _3 a3 N0 M1 {' b- t+ ^
7. {
   
8.         u16 retry = 0;
   # _8 P6 {/ w* f/ \+ Y7 H
9.         
   
10.         //使能时钟
    
11.         RCC_AHB2PeriphClockCmd(RCC_AHB2Periph_RNG, ENABLE);
    
12.         
    
13.         //使能RNG
    
14.         RNG_Cmd(ENABLE);
    
15.         
    * d' q' e, x: {$ U
16.         //等待随机数就绪
    
17.         while(RNG_GetFlagStatus(RNG_FLAG_DRDY) == RESET && retry < 10000)
    
18.         {
    - U5 b. N0 _1 _. G% A* ~3 ?# V! m
19.                 retry++;
    0 g* v/ [4 t& s0 w2 X' ^! p8 c  g
20.         
    + T6 L; s0 Q4 @0 [' j9 q# F
21.                 delay_us(100);
    
22.         }
    / k& h, k. x, u' z% K& o
23.         
    
24.         if (retry >= 10000)
    , P+ U. }: P8 q7 S! Q; U9 c* F
25.         {
    
26.                 return 1;
    0 N2 E+ d/ g- r& I( O7 K
27.         }
    & D) k, W/ d9 z) A3 y6 J* X& E- K1 h
28.         
    , j; s& ~; n! ^9 K+ I1 v+ I. q
29.         //获取第一个随机数丢弃处理
    
30.         //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，
    * t: \' \$ B2 B$ n" I2 m" V$ N, ~9 v
31.         //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
    1 A: @2 P- j: Z: b3 @# N7 A4 ]% _
32.         //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，
    * L5 Z+ P8 S% [1 N- I
33.         //则测试失败（连续随机数发生器测试）。
    
34.         RNG_GetRandomNumber();
    
35. 
    , t* X3 n' ^" c  ?% Y. C+ c- q$ w
36.         return 0;
    
37. }
    
38. 
    2 n6 _2 B& j# V, |: U, K
39. //获取随机数
    
40. u32 RNG_Get_RandomNum(void)
    
41. {
    
42.         //等待随机数就绪
    0 l  l. G( h, _* Z
43.         while(RNG_GetFlagStatus(RNG_FLAG_DRDY) == RESET)
    / J) R$ Z% Y% S1 l; i- m
44.                 /*Do Nothing*/;
    
45. 
    % t- L+ V' n# k- b/ a  _5 o; Y
46.         return RNG_GetRandomNumber();
    " X  x( J6 n; s2 y! f, R6 }* c& P
47. }
    
48. 
    6 s: B1 |, {' s! ]: Q2 d
49. //获取范围内的随机数
    / N/ W2 n3 O9 {( n* e- x
50. u32 RNG_Get_RandomRange(int min, int max)
    0 q8 P9 w2 [4 {, |
51. {
    / Q6 u4 [/ A% u9 E
52. 
    
53.         return RNG_Get_RandomNum() % (max - min + 1) + min;
    . L, e4 ~, m( _3 k
54. }

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main.c文件

1. #include "sys.h"
   
2. #include "delay.h"
   ! u7 `* B% `: k: U3 X2 T
3. #include "usart.h"
   4 K8 }. s& ]: c
4. #include "led.h"
   / q! p2 c9 C# j* r! F
5. #include "beep.h"
   
6. #include "key.h"
   
7. #include "usmart.h"
   ' r1 C& W  r' @* s4 R) }- ^
8. #include "lcd.h"
   & n( u" a( q  {
9. #include "rtc.h"
   ( n) u* w# a6 X; w
10. #include "rng.h"
    
11. #include "key.h"
    
12. 
    
13. //LED状态设置函数
    
14. void led_set(u8 sta)
    $ M6 [  e% a% l  ]) `) z0 G" p( y
15. {
    
16.         LED1 = sta;
    , _; \3 @( c8 Q1 ~
17. }
    & y3 E7 p$ ~/ C) P0 R- z9 v4 z& N
18. 
    7 j* e" [0 `9 I; H
19. //函数参数调用测试函数
    
20. void test_fun(void(*ledset)(u8), u8 sta)
    
21. {
    
22.         ledset(sta);
    + s+ \$ P( |+ F) p0 g! O- e
23. }
    + x# W; c; `2 R. g$ u/ i* K
24. 
    : ~% A$ ?. O, m
25. int main(void)
    & T$ i+ ~) ]6 W0 R2 F. g. E
26. {
    
27.         u32 num = 0;
    
28.         u8 key = 0;
    , u) n5 g* L& g: m; z
29.         u8 t = 0;
    * E: @1 b: q  I6 Q  e5 i# [
30. 
    
31.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
    8 k% P6 o* h" x: m6 V4 m
32.         
    & {5 e+ y% P! c* i  U1 ]
33.         delay_init(168);
    . ]$ {6 K  _4 i2 h2 w% D# W3 {
34.         
    
35.         uart_init(115200);
    ) A; ?2 g  {& `$ e& Z. C
36.         
    * Q' y$ }; K' `0 I- I2 Z
37.         usmart_dev.init(84);
    
38. 
    
39.         
    9 S; M* B' Z7 k  H7 G
40.         LED_Init();
    
41.         
    
42.         KEY_Init();
    5 y8 L$ M+ H5 F8 M7 x
43.         
    
44.         LCD_Init();
    5 P" Y& M7 a/ u/ W
45.         
    9 k+ s1 j! H( g8 T
46.                
    ) ]  i3 w) t* ]1 Y: S% S
47.         POINT_COLOR = RED;
    0 M+ Y3 y; F5 W1 T3 O
48.         
    9 }' s9 a+ t# w1 }: v8 D$ [+ h- m4 w6 R
49.         LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");        
    
50.         LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"RNG TEST");        
    9 Z8 |- }' \3 u6 j5 _1 ]
51.         LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@tom");
    
52.         LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2020/09/10");         
    
53.         
    4 d  C7 ^% B7 Y
54.         //初始化随机数发生器
    
55.         while(RNG_Init())
    7 i. M% d$ V; s+ [
56.         {
    ; P3 v* P  `$ T# ^
57.                 LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"RNG Error!");
    ; b, T; n) o+ w0 X! c) @
58.                 delay_ms(200);
    * y* h1 q" m6 \7 d
59.                 LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"RNG Trying....");        
    
60.         }
    
61.         
    % Q. N% K- V, l6 ]* Q& a* ?
62.         LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"RNG Ready! ");         
    - W/ K+ A- L1 ]
63. 
    5 b+ u$ o4 R1 _# i8 V8 R' o
64.         LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"KEY0:Get Random Num");         
    , p* l6 U, a) ^1 G4 o# N
65. 
    
66.         LCD_ShowString(30,180,200,16,16,"Random Num: ");         
    7 a4 C5 I8 o3 I# ?2 Y8 X7 x* g% R2 n
67. 
    : N7 I; t6 J  j6 f4 ?0 d
68.         LCD_ShowString(30,210,200,16,16,"Random Num[0-9]: ");         
    2 v3 k; E% J" M6 D
69.         
    
70.         POINT_COLOR = BLUE;
    1 n3 z1 t; R4 u8 D. G- x
71.         
    ( o1 t1 M/ p, t0 i- m
72.         while(1)
    
73.         {
    1 j9 P) Z- f0 e7 Z
74.                 delay_ms(20);
    ! i0 e! t1 T  x. G: K! v+ j3 J7 s
75.                
    
76.                 key = Key_Scan();
    
77.                 if (key == KEY0_PRESS)
    3 U; {  m# ~/ N8 p; Q4 x' O
78.                 {
    
79.                         //获取随机数
    # Q  y2 F0 ?! n- N4 `
80.                         num = RNG_Get_RandomNum();
    # e8 H7 P% ]) _: C/ v. J
81.                         LCD_ShowNum(30 + 8 * 16, 180, num, 10, 16);        
    
82.                 }
    
83.                
    7 b+ \# v4 @, K
84.                
    # z! L* z$ a, j& A' a- x* }* c* b
85.                 if ((t % 25) == 0)
    2 T  \) b% Q4 W. K$ d. W. n
86.                 {
    2 Y. \3 a+ |0 G& [
87.                         LED1 = !LED1;
    
88.                         //获取随机数
    
89.                         num = RNG_Get_RandomRange(0, 9);
    ) h' T8 H' R, r+ u# e1 W) v) e
90.                         LCD_ShowNum(30 + 8 * 16, 210, num, 1, 16);                                
    
91.                 }
    
92.                
    
93.                 t++;        
    & y# R& a5 T8 D
94.         }
    
95. }

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05. 结果验证
2 _* Y- T' c2 [' e) D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，


0 F% f. K4 o# _; n1 z( `" y" r( F