目录

一、C语言中rand（）随机数的演示及问题
二、同样的原理，在Codesys中实现随机数
三、codesys在线仿真验证功能
四、代码下载

一、C语言中rand（）随机数的演示及问题

（1）只用rand（）函数的问题

//只有rand，没有srand生成随机种子
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    int i=0;
    for(;i<10;i++)
    {
        printf("%d\n",rand()%10);//打印10个随机数，随机数的范围是0--9
        sleep(1);//延时
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

运行了2次程序：每次都能产生0到9之间的随机数，但是第2次重新运行程序产生的随机数和上次一样，这是伪随机。

（2） 添加srand生成随机种子

//有srand生成随机种子
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    srand(time(NULL));
    int i=0;
    for(;i<10;i++)
    {
        printf("%d\n",rand()%10);//打印10个随机数，随机数的范围是0--9
        sleep(1);//延时
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

可以看到：2次运行结果完全不同。消除了伪随机

（3） 推断原理

• 在rand函数的内部，是通过一个公式计算出一个值作为随机值，下次再调用rand的时候，再把这个随机值作为参数传给这个公式计算出一个新的随机值，周而复始。
• 在C库中，是通过一个静态全局变量来作为“种子”，而这个“种子”的值是通过srand函数改变的，如果不写srand函数，这个“种子”值默认赋值为1。这就解释了“为何不写srand函数，rand函数就会生成伪随机数”，因为程序只要重新开始运行，“种子”值就会被默认赋值为1，那么通过公式算出来的序列肯定就一直相同了。

（4） C语言代码模拟实现rand和srand

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

static unsigned long next=1;//静态全局变量，作为种子
void my_srand(unsigned long seed)//通过传不同的参数更改种子值，一般传time(NULL)
{
    next=seed;
}

int my_rand(void)//将srand更改过的种子值通过公式计算出结果作为随机值
{
    next = next * 1103515245 + 12345;
    return((unsigned)(next/65536) % 32768);
}

int main()
{
    my_srand(time(NULL));
    int i=0;
    for(;i<10;i++)
    {
        printf("%d\n",my_rand()%10);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

可以看到，运行正常

二、同样的原理，在Codesys中实现随机数

1 平台说明

• 编程软件： Codesys V3.5 SP19 Patch3 (3.5.19.30)
• 运行设备：PC电脑
• 编程语言： ST语言

2 工程创建流程

(1) 新建Codesys工程，依次点击【文件】—【新建工程】—【标准工程】— 输入名称，如下图所示

(2) 设备可以任意选，这里选择【CODESYS Control Win V3】，编程语言选择【结构化文本(ST)】,点击【确定】

(3) 右键点击【Application】—【添加对象】—【Pou】

(4) 【名称】为FB_Rand , 【类型(T)】为功能块 ,【实现语言】为结构化文本(ST)

(5) 在功能块FB_Rand中，编写程序随机数功能

每次启动时，获取系统时间给种子赋初始值，这样能保证每次启动，种子的初始值不一样

三、codesys在线仿真验证功能

(1) 在PLC_PRG中，调用FB_Rand功能块，编写测试程序,验证效果

(2) 在线仿真

四、代码下载

点击【这里】，获取完整代码