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

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;

srand( TIM_GetCounter(TIM1) );//使用“TIM1的计数器值”作为作为种子值

while(1)

{

Test_rand_And_srand();

}

仿真结果：

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：