分析rand()和srand()函数的功能
rand()和srand()函数原型：
int rand(void) 返回一个范围在 0 到 RAND_MAX 之间的伪随机数。
void srand(unsigned int seed)用来给rand() 设置随机数发生器，随机数发生器输出不同的数值，rand() 就会生成不同的随机数
1)、在“D:\Keil_v5\ARM\ARMCC\include\stdlib.h”中，有下面的定义：
#ifdef __USE_ANSI_EXAMPLE_RAND
#define srand _ANSI_srand
#define rand _ANSI_rand
#define RAND_MAX 0x7fff
#else
#define RAND_MAX 0x7fffffff /*MDK-ARM默认使用RAND_MAX为0x7fffffff*/
#endif
MDK-ARM默认使用RAND_MAX为0x7fffffff。
2)、在“D:\Keil_v5\ARM\ARMCC\include\time.h”中，有下面的定义：
extern _ARMABI time_t time(time_t * /*timer*/);
但是time没有具体的函数，因此“srand((unsigned int)time(NULL))”就不能用了。
srand()函数用来生成“随机数种子”。当我们使用相同的种子时，将生成相同的随机数序列。为了能通让rand()函数生成不同的随机数，可以使用“TIM1的计数器值”作为作为种子值。因为“TIM1的计数器值”是不断变化的，这样每次运行rand()函数，就可以生成不同的随机数序列。
3)、测试rand()和srand()函数
void TIM1_Interrupt_Initializtion(u16 arr,u16 psc);//函数声明
//定时器1中断初始化
//APB2时钟为72MHz
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//TIM_CKD_DIV1：定时器时钟 = 输入频率
//TIM_CKD_DIV2：定时器时钟 = 输入频率/2
//TIM_CKD_DIV4：定时器时钟 = 输入频率/4
//TIM1溢出时间: arr*psc/72000000/TIM_CKD_DIVx
//TIM1_Interrupt_Initializtion(1000,72);
//当arr=1000,psc=72时,则为1ms,误差为1us;
void TIM1_Interrupt_Initializtion(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
//使能定时器TIM1的APB2外设时钟
//定时器TIM1初始化
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr-1;
//设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc-1;
//设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
//设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
//计算公式:arr*psc/72000000/1,当arr=1000,psc=72时,则为1ms,误差为1us;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
//TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);
//根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_SetCounter(TIM1,0); //设置TIM1的计数器值为0;
TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_Update); //清除TIM1溢出的待处理标志位
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update ); //清除TIM1中断的待处理位
// TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update,ENABLE ); //允许TIM1溢出产生中断
/*中断优先级NVIC设置
NVIC_PriorityGroup_4设置NVIC中断分组4:表示抢占优先级为4位,取值为0~15,没有响应优先级,取值为0
NVIC_PriorityGroup_3设置NVIC中断分组3:表示抢占优先级为3位,取值为0~7,响应优先级只有1位,取值为0~1
NVIC_PriorityGroup_2设置NVIC中断分组3:表示抢占优先级为2位,取值为0~3,响应优先级只有2位,取值为0~3
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn; //TIM1中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 11; //设置抢占优先级为11
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //设置响应优先级为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化NVIC嵌套向量中断控制寄存器
*/
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);//使能TIM1外设
}
#include "stdlib.h"
//rand()和srand()需要包含stdlib.h头文件
void Test_rand_And_srand(void)
{
unsigned int rand_Value;//声明无符号32位变量rand_Value
unsigned int ms;//声明无符号32位变量ms
srand( TIM_GetCounter(TIM1) );//使用“TIM1的计数器值”作为作为种子值
rand_Value=rand(); //返回一个范围在0到RAND_MAX之间的伪随机数
ms=rand_Value%1000+1;//ms为1到1000之间的数
printf("ms=%u\r\n",ms);
}
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
USART1_Serial_Interface_Enable(115200);
printf("\r\nCPU reset\r\n");
TIM1_Interrupt_Initializtion(1000,72);
//当arr=1000,psc=72时,则为1ms,误差为1us;
while(1)
{
Test_rand_And_srand();
}
}
仿真结果：
注意:如果不初始化T1M1，rand()就会生成相同的随机数,这个不是我们想要的结果。测试如下：
因此，要使用srand()设置种子值，即将“种子值”作为rand()信号源，输入变化，输出也会跟着变化，这个输出值就是随机数。
3)、在MDK-ARM中，不用srand()设置随机数发生器，也可以使用rand()得到不同的随机数。
#include "stm32f10x.h" //使能uint8_t,uint16_t,uint32_t,uint64_t,int8_t,int16_t,int32_t,int64_t
#include "stdio.h" //getchar(),putchar(),scanf(),printf(),puts(),gets(),sprintf()
#include "USART1.h"
//注意："USART1.h"要放在 "stdio.h" 包含文件之后，如果这个位置颠倒了，业不能打印浮点数。#include "stdlib.h"
//rand()需要包含stdlib.h头文件void Test_Rand(void)
{unsigned int rand_Value;//声明无符号32位变量rand_Valueunsigned int ms;//声明无符号32位变量msrand_Value=rand(); //返回一个范围在0到RAND_MAX之间的伪随机数printf("rand_Value=%u\r\n",rand_Value);ms=rand_Value%1000+1;//ms为1到1000之间的数printf("ms=%u\r\n",ms);
}int main(void){NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4USART1_Serial_Interface_Enable(115200);printf("\r\nCPU reset\r\n");while(1){Test_Rand();}
}仿真结果如下：
4)、如果在调用rand()前，每次都使用srand()设置一个常数作为种子，就会得到相同的随机数。
#include "stm32f10x.h" //使能uint8_t,uint16_t,uint32_t,uint64_t,int8_t,int16_t,int32_t,int64_t
#include "stdio.h" //getchar(),putchar(),scanf(),printf(),puts(),gets(),sprintf()
#include "USART1.h"
//注意："USART1.h"要放在 "stdio.h" 包含文件之后，如果这个位置颠倒了，业不能打印浮点数。#include "stdlib.h"
//rand()需要包含stdlib.h头文件void Test_Rand(void)
{unsigned int rand_Value;//声明无符号32位变量rand_Valueunsigned int ms;//声明无符号32位变量mssrand(1);rand_Value=rand(); //返回一个范围在0到RAND_MAX之间的伪随机数printf("rand_Value=%u\r\n",rand_Value);ms=rand_Value%1000+1;//ms为1到1000之间的数printf("ms=%u\r\n",ms);
}int main(void){NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4USART1_Serial_Interface_Enable(115200);printf("\r\nCPU reset\r\n");while(1){Test_Rand();}
}仿真结果：
5)、 如果在调用rand()前，只用一次srand()设置一个常数作为种子，可以得到不同的随机数。
#include "stm32f10x.h" //使能uint8_t,uint16_t,uint32_t,uint64_t,int8_t,int16_t,int32_t,int64_t
#include "stdio.h" //getchar(),putchar(),scanf(),printf(),puts(),gets(),sprintf()
#include "USART1.h"
//注意："USART1.h"要放在 "stdio.h" 包含文件之后，如果这个位置颠倒了，业不能打印浮点数。#include "stdlib.h"
//rand()需要包含stdlib.h头文件void Test_Rand(void)
{unsigned int rand_Value;//声明无符号32位变量rand_Valueunsigned int ms;//声明无符号32位变量msrand_Value=rand(); //返回一个范围在0到RAND_MAX之间的伪随机数printf("rand_Value=%u\r\n",rand_Value);ms=rand_Value%1000+1;//ms为1到1000之间的数printf("ms=%u\r\n",ms);
}int main(void){NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4USART1_Serial_Interface_Enable(115200);printf("\r\nCPU reset\r\n");srand(1);while(1){Test_Rand();}
}仿真结果：
为什么在keil中,会出现这种结果？我也想知道。