ESP32 Arduino教程：随机数生成

简介

ESP32 Arduino教程旨在解释如何使用Arduino核心在ESP32开发板上生成随机数。

在硬件方面，ESP32（https://www.dfrobot.com.cn/goods-1359.html）拥有一个真随机数发生器，意味着从它获取的值是真正随机的[1]。

这些真正的随机数是基于WiFi /蓝牙RF子系统噪声，这意味着如果蓝牙和WiFi都被禁用，则只生成伪随机数[1]。

虽然对于此简单教程，数字是否为真正的随机数或伪随机数是不相关的，但是ESP32生成真正随机数的能力至关重要，因为它们可以用于加密操作[1]。您可以在这里阅读关于这两种随机性差异的解释（https://www.random.org/randomness/）。

关于ESP32随机数发生器的有趣事情是，在启用WiFi的情况下从它获得的2 GB数据样本已经通过了Dieharder Random Number Testsuite [1]的所有测试，这是一个随机数发生器的测试套件[2]。

作为ESP32随机数生成的低级分析，您可以查看这篇精彩的文章（https://www.lucadentella.it/en/2017/02/10/esp32-10-generatore-numeri-random/）。

ESP32教程测试使用集成在ESP32 FireBeetle开发板的DFRobot的ESP-WROOM-32设备进行的。

如果您愿意，可以查看以下本教程视频版本。

代码

我们将通过在Arduino设置函数上打开一个串行连接启动代码，这样我们就可以输出程序结果。

[mw_shl_code=applescript,true]void setup() {

  Serial.begin(115200);

}

[/mw_shl_code]

然后，我们将获得并定期在主循环函数上打印随机数。

为了获得随机数，我们可以使用这里定义的低级esp_random函数（https://github.com/espressif/ard ... /esp32/esp_system.h ）。此函数不接收任何参数，并返回0和

但请注意，如简介部分所述，只有当WiFi或蓝牙RF系统正在运行时，该值才是真正随机的[3]。

作为这种低电平函数的替代方案，我们还可以使用Arduino随机函数，它也在ESP32 Arduino核心上实现。

随机函数被重载，可以通过传递一个或两个输入参数进行调用。

[mw_shl_code=applescript,true]Serial.println(esp_random());[/mw_shl_code]

如果我们只传递一个参数，我们指定生成的随机数的上限（不包括）[4]。因此，结果将是介于0和输入参数值-1之间的数字。

因此，在以下调用中，我们将得到0到9之间的数字。

[mw_shl_code=applescript,true]Serial.println(random(10));[/mw_shl_code]

如果我们通过传递两个输入参数调用该函数，则第一个将是生成的随机数（包括）的下限，第二个将是上限（不包括）。

因此，在以下调用中，我们将获得10到19之间的随机数。

[mw_shl_code=applescript,true] Serial.println(random(10,20));[/mw_shl_code]

请注意，随机函数的两种版本在其实现中调用esp_random函数，如此处所示（https://github.com/espressif/ard ... res/esp32/WMath.cpp）。因此，关于需要连接WiFi或蓝牙RF系统以获得真正随机生成的数字的考虑也同样适用。

最终完整代码如下所示。为了方便阅读，我们添加了额外的打印功能，并且在Arduino循环的每次迭代之间都有一个小的延迟。

[mw_shl_code=applescript,true]
void setup() {
  Serial.begin(115200);
}


void loop() {


  Serial.println("-----------");
  Serial.println(esp_random());
  Serial.println(random(10));
  Serial.println(random(10,20));


  delay(1000);
}[/mw_shl_code]

测试代码

如需测试代码，只需编译它并将其上传到您的设备即可。然后，打开Arduino IDE串行监视器并检查打印结果。它们应该类似图1显示使用前述函数调用生成的随机数。

图1 -随机数生成。

[1] https://espressif.com/sites/defau ... rence_manual_en.pdf

[2] https://webhome.phy.duke.edu/~rgb/General/dieharder.php

[3] https://github.com/espressif/ard ... /esp32/esp_system.h

[4] https://www.arduino.cc/reference ... dom-numbers/random/

注：本文作者是Nuno Santos，他是一位和蔼可亲的电子和计算机工程师，住在葡萄牙里斯本 (Lisbon)。

他写了200多篇有关ESP32、ESP8266的有用的教程和项目。

查看更多ESP32/ESP8266教程和项目：

中文版教程 ： ESP32教程 合集

英文版教程 ： ESP32 tutorial 合集

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