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icore4t_20
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版本 日期 作者 修改内容
V1.0 2020-03-04 gingko 初次建立




STM32CubeMX教程二十——STM32产生随机数实验


1.在主界面选择File–>New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR 2.出现芯片型号选择,搜索自己芯片的型号,双击型号,或者点击Start Project进入配置 在搜索栏的下面,提供的各 种查找方式,可以选择芯片内核,型号,等等,可以帮助你查找芯片。本实验选取的芯片型号为:STM32H750IBKx。 3.配置RCC,使用外部时钟源 4.时基源选择SysTick 5.将PA10,PB7,PB8设置为GPIO_Output 6.引脚模式配置 7.设置串口 8.在NVIC Settings一栏使能接收中断 9.打开随机数发生器(RNG) 10.时钟源设置,选择外部高速时钟源,配置为最大主频

11.工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置 我们只用到有限几个,其他的默认即可 IDE我们使用的是 MDK V5.27 12.点击Code Generator,进行进一步配置

  • Copy all used libraries into the project folder
  • 将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中
    • 优点:这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便
    • 缺点:体积大,编译时间很长
  • Copy only the necessary library files
  • 只复制所需要的.C和.H(推荐)
    • 优点:体积相对小,编译时间短,并且工程可复制拷贝
    • 缺点:新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入
  • Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file
  • 不复制文件,直接从软件包存放位置导入.C和.H
    • 优点:体积小,比较节约硬盘空间
    • 缺点:复制到其他电脑上或者软件包位置改变,就需要修改相对应的路径
  • 自行选择方式即可

13.然后点击GENERATE CODE 创建工程 创建成功,打开工程。



实验二十:STM32产生随机数实验

一、 实验目的与意义

  1. 了解STM32 RNG结构。
  2. 了解STM32 RNG特征。
  3. 掌握RNG的使用方法。
  4. 掌握STM32 HAL库中RNG属性的配置方法。
  5. 掌握KEILMDK 集成开发环境使用方法。

二、 实验设备及平台

  1. iCore4T 双核心板。点击购买
  2. JLINK(或相同功能)仿真器。点击购买
  3. Micro USB线缆。
  4. Keil MDK 开发平台。
  5. STM32CubeMX开发平台。
  6. 装有WIN XP(及更高版本)系统的计算机。

三、 实验原理

1. 随机数发生器(RNG)介绍

  • 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。STM32H750的随机数发生器(RNG)采用模拟电路实现,由内部两个模拟噪声源产生种子,经过采样和归一化处理,再经过线性移位寄存器和判断逻辑,最终输出到RNG_DR,生成32位随机数。
  • 每个模拟噪声源由3个环形振荡器组成,振荡器产生的输出经过异或运算产生种子,经过采样归一化处理后,输出到RNG内部的线性移位寄存器。采样频率由rng_clk时钟提供,因此,随机数质量与HCLK频率无关。当将大量种子引入线性移位寄存器后,经过判断逻辑,最终输出到数据寄存器(RNG_DR)。
  • 同时,系统会监视模拟种子和专用时钟rng_clk,当种子上出现异常序列,或rng_clk时钟频率过低时,可以由RNG_SR寄存器的对应位读取到,如果设置了中断,则在检测到错误时,还可以产生中断。
  • 随机数发生器框图如下所示:

2. RNG主要特性

  • (1) RNG提供的32位真随机数由模拟熵源生成并使用块密码AES-CBC进行调节。
  • (2) RNG按照AIS-31预定义类PTG.2评估方法进行验证,该评估方法属于德国通用标准(CC)方案的组成部分。
  • (3) RNG每4×54个AHB时钟周期会生成四个32位随机采样。
  • (4)支持内置连续基本运行状态测试及相关错误管理。包括过低采样时钟检测和重复计数测试。
  • (5) 可被禁止以降低功耗。
  • (6) 具有AMBAAHB从外设,只能通过32位字进行单次访问(否则会针对写访问产生AHB总线错误),请务必注意!任何不等于32位的写操作都可能破坏寄存器内容。

3. RNG寄存器介绍

  • RNG 控制寄存器:RNG_CR,该寄存器各位描述如图所示:

  • 该寄存器我们只关心RNGEN 位,该位用于使能随机数发生器,所以必须设置为1。
  • 然后,我们看看 RNG 状态寄存器:RNG_SR,该寄存器各位描述如图所示:

  • 该寄存器我们仅关心最低位(DRDY位),该位用于表示RNG_DR寄存器包含的随机数数据是否有效,如果该位为1,则说明RNG_DR的数据是有效的,可以读取出来了。读RNG_DR后,该位自动清零。
  • 最后,我们看看RNG数据寄存器:RNG_DR,该寄存器各位描述如图所示:

  • 在RNG_SR的DRDY位置位后,我们就可以读取该寄存器获得32位随机数值。此寄存器在最多216个AHB时钟周期后,又可以提供新的随机数值。

四、 实验程序

1.主函数

int main(void)
{
  int i;
  int error = 0;
  unsigned int temp = 0;
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  i2c.initialize();
  axp152.initialize();
  axp152.set_dcdc1(3500);//[ARM & FPGA BK1/2/6 &OTHER]
  axp152.set_dcdc2(1200);//[FPGA INT & PLL D]
  axp152.set_aldo1(2500);//[FPGA PLL A]
  axp152.set_dcdc4(3300);//[POWER_OUTPUT]
  axp152.set_dcdc3(3300);//[FPGA BK4][Adjustable]
  axp152.set_aldo2(3300);//[FPGA BK3][Adjustable]
  axp152.set_dldo1(3300);//[FPGA BK7][Adjustable]
  axp152.set_dldo2(3300);//[FPGA BK5][Adjustable]
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_RNG_Init();
  usart2.initialize(115200);                          //设置波特率
  usart2.printf("\x0c");                              //清屏
  usart2.printf("\033[1;32;40m");                     //设置终端字体为绿色
  usart2.printf("Hello,I am iCore4T!\r\n\r\n");   
    for(i = 0; i < 10; i++){    //输出10个随机数
        HAL_Delay(500);
        if(hrng.State != HAL_RNG_STATE_ERROR){
            HAL_RNG_GenerateRandomNumber(&hrng, &temp); 
//将RNG产生的随机数赋给temp变量
            usart2.printf("rand[%d] = 0x%08X\r\n",i,temp);  
//打印RNG产生的随机数
        }else{
            error ++;
        }
    }
        if(error == 0){ //打印测试状态
            usart2.printf("\r\nTEST OK!\r\n");
        }else{
            usart2.printf("\r\nTEST FAIL!\r\n");
        }
  while (1)
  {
  }
}

2.RNG初始化函数

RNG_HandleTypeDef hrng;        //RNG 句柄
//初始化 RNG
void MX_RNG_Init(void)
{
  hrng.Instance = RNG;
  hrng.Init.ClockErrorDetection = RNG_CED_ENABLE;
  if (HAL_RNG_Init(&hrng) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

3.HAL_RNG_GenerateRandomNumber函数

HAL_StatusTypeDef HAL_RNG_GenerateRandomNumber(RNG_HandleTypeDef *hrng, uint32_t *random32bit) 
{
  uint32_t tickstart;
  HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
  /* 锁定进程 */
  __HAL_LOCK(hrng);
  /* 检查RNG外围设备状态 */
  if (hrng->State == HAL_RNG_STATE_READY)
  {
    /* 更改RNG外围设备状态 */
    hrng->State = HAL_RNG_STATE_BUSY;
    /* 获取刻度 */
    tickstart = HAL_GetTick();
    /* 检查数据寄存器是否包含有效的随机数据 */
    while (__HAL_RNG_GET_FLAG(hrng, RNG_FLAG_DRDY) == RESET)
    {
      if ((HAL_GetTick() - tickstart) > RNG_TIMEOUT_VALUE)
      {
        hrng->State = HAL_RNG_STATE_READY;
        hrng->ErrorCode = HAL_RNG_ERROR_TIMEOUT;
        /* 解锁进程 */
        __HAL_UNLOCK(hrng);
        return HAL_ERROR;
      }
    }
    /* 获取一个32位随机数 */
    hrng->RandomNumber = hrng->Instance->DR;
    *random32bit = hrng->RandomNumber;
    hrng->State = HAL_RNG_STATE_READY;
  }
  else
  {
    hrng->ErrorCode = HAL_RNG_ERROR_BUSY;
    status = HAL_ERROR;
  }
  /* 解锁进程 */
  __HAL_UNLOCK(hrng);
  return status;
}

五、 实验步骤

  1. 把仿真器与iCore4T的SWD调试口相连(直接相连或者通过转接器相连);
  2. 把iCore4T通过Micro USB线与计算机相连,为iCore4T供电;
  3. 打开PuTTY串口终端;
  4. 打开Keil MDK 开发环境,并打开本实验工程;
  5. 烧写程序到iCore4T上;
  6. 也可以进入Debug 模式,单步运行或设置断点验证程序逻辑。

六、 实验现象

  • 测试成功,则在串口终端上打印10个随机数,并显示“TEST OK!”;
  • 测试失败,则显示“TEST FALL!”

icore4t_20.txt · 最后更改: 2020/03/04 23:44 由 zgf