28.1 随机数发生器简介

STM32F407 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。

28.1.1 RNG 框图

STM32F407 的随机数发生器（RNG）采用模拟电路实现。此电路产生馈入线性反馈移位寄存器（RNG_LFSR）的种子，用于生成 32 位随机数。
该模拟电路由几个环形振荡器组成，振荡器的输出进行异或运算以产生种子。
RNG_LFSR 由专用时钟(PLL48CLK)按恒定频率提供时钟信息，因此随机数质量与 HCLK频率无关。当将大量种子引入 RNG_LFSR 后，RNG_LFSR 的内容会传入数据寄存器(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。

28.1.2 RNG 寄存器

⚫ RNG 控制寄存器（RNG_CR）

⚫ RNG 状态寄存器（RNG_SR）

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。
⚫ RNG 数据寄存器（RNG_DR）

RNG_DR 寄存器是只读寄存器，我们可以读取该寄存器获得 32 位随机数值。此寄存器在最多 40 个 PLL48CLK 时钟周期后，又可以提供新的随机数值。

28.2 硬件设计

1.例程功能
本实验使用 STM32F407 自带的硬件随机数生成器（RNG），获取随机数，并显示在 LCD 屏幕上。按 KEY0 可以获取一次随机数。同时程序自动获取 0~9 范围内的随机数，显示在屏幕上。LED0 闪烁用于提示程序正在运行。
2. 硬件资源
1）LED 灯
LED0 – PF9
2）独立按键
KEY0 – PE4
3）串口 1(PA9/PA10 连接在板载 USB 转串口芯片 CH340 上面)
4）正点原子 2.8/3.5/4.3/7 寸 TFTLCD 模块(仅限 MCU 屏，16 位 8080 并口驱动)
5）RNG（硬件随机数生成器）
3. 原理图
RNG 属于 STM32F407 内部资源，通过软件设置好就可以了。本实验通过配合按键获取随
机数和通过 LCD 显示。