Генератор случайных чисел с использованием 8051

1.4 Аналого-цифровой преобразователь
Во многих контроллерах есть встроенные АЦП. И во многих контроллерах они весьма посредственного качества, сделанные просто «чтобы было». Младшие биты результата АЦП почти всегда содержат значительный шум, даже если измеряется постоянное напряжение. Это можно использовать: подключите вход АЦП к напряжению питания через делитель, проведите несколько десятков измерений, возьмите младшие биты — вот вам отличное случайное число. Если АЦП содержит встроенный предусилитель, включите его, он тоже шумит.
Асинхронные генераторы
Можно использовать разницу периодов двух несинхронизированных тактовых генераторов. Большинство контроллеров содержат, например, сторожевой таймер. Для повышения надежности он тактируется от отдельного генератора, никак не связанного с основным тактовым сигналом. Достаточно подсчитать число тактов основного тактового сигнала за один период сторожевого таймера. Если подобрать периоды так, чтобы счетчик за время измерения многократно переполнился, можно получить достаточно случайное число. Недостаток этого метода — он требует много времени, до нескольких секунд.

Часы реального времени

Если в схеме есть часы реального времени, можно использовать их текущие показания для инициализации ГПСЧ. Например, преобразовав текущие дату/время в формат Unix time, мы получим сразу 32 бита, которые никогда больше не повторятся, если только не снимать показания чаще одного раза в секунду. Использование реального времени дает уникальность значений, но не дает никакой непредсказуемости, поэтому лучше комбинировать данный способ с другими.

Рис 1.4 RC-цепь
Если контроллер не имеет никаких периферийных устройств, кроме портов ввода-вывода, можно поступить следующим образом: одна из ног подсоединяется через конденсатор к земле, а через резистор — к напряжению питания. Если входы контроллера имеют внутренние подтягивающие резисторы, внешний резистор не нужен.
Выводим на этот порт сигнал «0» — конденсатор разряжается. Переключаем порт в режим входа — конденсатор начинает заряжаться. Когда напряжение на нем достигнет порога, вход переключится из состояния «0» в «1». Время заряда сильно зависит от многих факторов: напряжаения питания, дрейфа параметров RC-цепи, нестабильности порога, температуры, утечек, помех. Измеряя его с достаточной точностью и беря младшие биты, можно получить хорошую случайность.