用AVR单片机产生随机数

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, 星星灯
源程序:SLAVR737.ASM
用AVR单片机8位数据产生随机数,由PORTA 口及PORTC 口输出随机数,在8X8 LED上显示,硬件接线电路见“7.3.8按钮猜数”。随机数的种子由程序设定(也可外接开关设定),启动种子后,由移位寄存器以互斥的异或逻辑组合返回循环产生。
.include"8515def.inc"
rjmp RESET
.def temp =r16 ;暂存器
.def temp1 =r17 ;暂存器1
.def udata =r21 ;存随机数送A口
.def ddata =r22 ;存随机数送C口
.cseg
.org 0x10
RESET: ldi temp,high(RAMEND);设堆栈指针
out SPH,temp
ldi temp,low(RAMEND)
out SPL,temp

ldi temp,0xff ;设A口、C口为输出
out ddra,temp ;送方向寄存器A
out ddrc,temp ;送方向寄存器C
start: wdr ;关看门狗
ldi udata,0x6a ; 设置随机数初值
ldi ddata,0x3c ;
startp: out porta,udata ;输出到A口
out portc,ddata ;输出到C口
ldi temp,0x80 ;设延时常数
rcall delay ;调用延时子程序
rcall randm ;调用十六位随机数子程序
rjmp startp
delay: ; 通用延时子程序 从略
....
16位移位产生随机数原理图
8~16位移位寄存器产生随机数循环组合
位 数 循环输入组合 S=2^n-1 Qn XOR Qm
8 Q2 ⊕ Q3 ⊕ Q4 ⊕ Q8 (现程序按钮猜数采用8位数)
9 Q5 ⊕ Q9
10 Q7 ⊕ Q10
11 Q9 ⊕ Q11
12 Q2 ⊕ Q10 ⊕ Q11 ⊕ Q12
13 Q1 ⊕ Q11 ⊕ Q12 ⊕ Q13
14 Q2 ⊕ Q12 ⊕ Q13 ⊕ Q14
15 Q14 ⊕ Q15
16 Q4 ⊕ Q13 ⊕ Q15 ⊕ Q16

randm: ;产生十六位随机数子程序
MOV temp,udata ;产生A口随机数
MOV temp1,udata ;
rol temp ;通过进位位左循环移位
eor temp1,temp ;异或
rol temp ; 通过进位位左循环移位
rol temp ; 通过进位位左循环移位
eor temp1,temp ;异或
MOV temp,ddata ; 产生C口随机数
swap temp ; 通过进位位左循环移位
eor temp,temp1 ;异或通过进位位左循环移位
rol temp ; 通过进位位左循环移位
rol ddata ; 通过进位位左循环移位
rol udata ; 通过进位位左循环移位
ret ;子程序返回
7.3.8 按钮猜数程序
源程序:SLAVR738.ASM
许多场合如按钮猜数(电脑摇奖,电脑选出幸运号),游戏开始按钮等待一个不规则且不定序的数据产生,即须要随机数发生器。随机数的种子由程序设定(也可外接开关设定),启动种子后,由移位寄存器以互斥的异或逻辑组合返回循环产生。产生随机数的原理图如下:
16位移位产生随机数原理图
8~16位移位寄存器产生随机数循环组合
位 数 循环输入组合 S=2^n-1 Qn XOR Qm
8 Q2 ⊕ Q3 ⊕ Q4 ⊕ Q8 (现程序按钮猜数采用8位数)
9 Q5 ⊕ Q9
10 Q7 ⊕ Q10
11 Q9 ⊕ Q11
12 Q2 ⊕ Q10 ⊕ Q11 ⊕ Q12
13 Q1 ⊕ Q11 ⊕ Q12 ⊕ Q13
14 Q2 ⊕ Q12 ⊕ Q13 ⊕ Q14
15 Q14 ⊕ Q15
16 Q4 ⊕ Q13 ⊕ Q15 ⊕ Q16


以8X8 LED阵列,开机时为了避免被使用者预测出压按时间对应随机数的变化值,故LED字幕以广告动画画面显示,并令随机数随着变化使无法预测随机数起始值,广告动画面共有四张,每张有8位数据。见”org dpfstb”;

由按钮(PD1)按下,AVR用8位数据产生随机数,由PORTA 口及PORTC 口输出随机数,在8X8 LED上显示好玩的真实的按钮猜数。
.include "8515def.inc"
.def peed =r16
.def dspn =r17 ;存显示初始动画次数
.def temp2 =r18
.def temp1 =r19
.def temp =r20
.def scndp =r21
.def cnt =r22
.def rdata =r23 ;存随机种子数
.def rdata9 =r24
.equ dpfstb =0x01e0 ;大小矩形图表首址
.equ randtb =0x0210 ;随机数种子表首址
.equ numbertb=0x0240 ;0-9数字表首址
.org $0000
rjmp RESET ;Reset Handle
.cseg
.org $0010
RESET: ldi peed,high(RAMEND) ;设置堆栈$25F,见器件配置文件"8515def.inc"
out SPH,peed
ldi peed,low(RAMEND)
out SPL,peed
ldi peed,0xff ;对口初始化,
out ddra,peed ;设A口为输出
out ddrc,peed ;设C口为输出
ldi peed,0xfd ;PD1作输入,且接内部上拉电阻
out ddrd,peed ;PD1为输入,其余为输出
ldi peed,0xff ;关D口
out portd,peed
ldi peed,0x13 ;显示画面次数
start: ldi dspn,0x06 ;显示初始动画
ldi zh,high(dpfstb*2)
ldi zl,low(dpfstb*2)
dspfm: rcall ldtb8 ;调用程序区数送到内存RAM
ldi temp2,0xa0 ;显示动画面次数
dspfm1: rcall scan1 ;调用从内存取数显示一次
sbis pind,01 ;I/O口的位被置位跳行,检测到PD1按下否
rjmp getseed ; 检测到PD1按下转
dec temp2 ;-1
brne dspfm1 ;不为0转
dec dspn ; 初始画面次数-1
brne dspfm ; 不为0转
rjmp start ;转到显示初始动画
getseed:inc temp ;+`1,根据PD1按下的时间,选择随机数种子
sbis pind,01 ; I/O口的位被置位跳行,检测到PD1按下否
rjmp getseed ; 检测到PD1按下,继续计数
andi temp,0x1f ;按钮松开,取随机数种子与0X0F加
ldi zh,high(randtb*2)
ldi zl,low(randtb*2)
add zl,temp
lpm
MOV rdata,r0 ;得到随机数种子
next: ldi dspn,0x08 ;显示8个不同的随机数;
repeet: rcall randm ;调用产生随机数子程序
rcall dspnumber ;调用显示8个不同的随机数
dec dspn ;-1
brne repeet ;dspn不为0转
rcall randm ; 调用产生随机数子程序
guess1: rcall dspnumber ;调用显示同一随机数,直到有键按下
sbic pind,01 ;松开后再往下执行(I/O口清零跳行)
rjmp guess1 ;转显示同一随机数,直到有键按下
wait: rcall dspnumber ;
sbis pind,01
rjmp wait ;等待按钮按下
ldi rdata9,0x03 ;显示动画三次
start0: ldi dspn,0x06 ;每次显示六幅画面
ldi zh,high(dpfstb*2)
ldi zl,low(dpfstb*2)
dspfm0: rcall ldtb8 ;调用从Z指向的程序区取数据送到内存0080-0087中
ldi temp2,0xa0 ;显示次数
dspfm1a:rcall scan1 ;调用从内存0080-0087中取数据显示一次
dec temp2 ;-1
brne dspfm1a ;不为0转
dec dspn ;显示初始动画次数-1
brne dspfm0 ;不为0转
dec rdata9 ;显示动画三次-1
brne start0 ;不为0转
rjmp next ;转显示8个不同的随机数
dspnumber: ;显示一个0-9数字的子程序
ldi zh,high(numbertb*2)
ldi zl,low(numbertb*2)
add zl,rdata9
rcall ldtb8 ;取数
ldi temp2,0xa0 ;该数字重复显示A0H次
dspn1: rcall scan1
dec temp2
brne dspn1
ret
scan1: push xl ;从内存0080-0087中取数据显示一次
ldi temp,0b01111111
MOV scndp,temp
ldi cnt,0x08
col1: out portc,scndp ;显示屏幕的一列
ld r1,x+
out porta,r1
rcall delay
sec
ror scndp
dec cnt
brne col1
pop xl
ret
ldtb8: ldi xl,0x80 ;从Z指向的程序区取数据送到内存0080-0087中
ldi xh,0x00
ldi temp1,0x08
push xl
nexld1: lpm
st x+,r0
ld r0,z+
dec temp1
brne nexld1
pop xl
ret
delay: ;通用延时子程序从略
....
randm: MOV temp,rdata ;产生8N(0≤N≤9)随机数子程序
MOV temp1,rdata
swap temp1
eor temp,temp1
rol temp1
eor temp,temp1
rol temp1
eor temp,temp1
rol temp
rol rdata
MOV rdata9,rdata
andi rdata9,0x0f
cpi rdata9,0x0a
brsh randm ;产生了一个0≤RDATA9≤9的随机数
lsl rdata9
lsl rdata9
lsl rdata9
ret

.cseg
.org dpfstb; ;大小方框字形表
;small o
.db 0b00000000,0b00000000,0b00000000,0b00011000
.db 0b00011000,0b00000000,0b00000000,0b00000000
.db 0b00000000,0b00000000,0b00111100,0b00100100
.db 0b00100100,0b00111100,0b00000000,0b00000000
.db 0b00000000,0b01111110,0b01000010,0b01000010
.db 0b01000010,0b01000010,0b01111110,0b00000000
;big o
.db 0b11111111,0b10000001,0b10000001,0b10000001
.db 0b10000001,0b10000001,0b10000001,0b11111111
.db 0b00000000,0b01111110,0b01000010,0b01000010
.db 0b01000010,0b01000010,0b01111110,0b00000000
.db 0b00000000,0b00000000,0b00111100,0b00100100
.db 0b00100100,0b00111100,0b00000000,0b00000000
.cseg
.org randtb ;随机数种子表
.db 0x5a,0x7b,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07
.db 0x3b,0x8c,0x67,0x9a,0x99,0x7e,0x2d,0x3e
.db 0x5c,0x6d,0x5b,0x7e,0xf6,0xe7,0x4c,0xc8
.db 0x69,0x9c,0xe2,0x75,0x6c,0xd3,0xe8,0x9a
.cseg
.org numbertb ;0-9数字字形表
;0
.db 0b00111000,0b01000100,0b01000100,0b01000100
.db 0b01000100,0b01000100,0b01000100,0b00111000
;1
.db 0b00010000,0b00011000,0b00010000,0b00010000
.db 0b00010000,0b00010000,0b00010000,0b00111000
;2
.db 0b00011100,0b00100010,0b00100000,0b00010000
.db 0b00001000,0b00000100,0b00000010,0b00111110
;3
.db 0b00111100,0b00010000,0b00001000,0b00010000
.db 0b00100000,0b00100000,0b00100010,0b00011100
;4
.db 0b00100000,0b00110000,0b00101000,0b00100100
.db 0b00100010,0b11111110,0b00100000,0b00100000
;5
.db 0b01111110,0b00000010,0b00111110,0b01000000
.db 0b01000000,0b01000000,0b01000010,0b00111100
;6
.db 0b00110000,0b00001000,0b00000100,0b00111100
.db 0b01000100,0b01000100,0b01000100,0b00111000
;7
.db 0b01111100,0b01000000,0b00100000,0b00010000
.db 0b00001000,0b00001000,0b00001000,0b00001000
;8
.db 0b00111000,0b01000100,0b01000100,0b00111000
.db 0b01000100,0b01000100,0b01000100,0b00111000
;9
.db 0b00111000,0b01000100,0b01000100,0b01111000
.db 0b01000000,0b01000000,0b01000100,0b00111000

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