Приём шумоподобных сигналов в микроконтроллер

Иногда в процессе работы микроконтроллерного устройства необходимо произвести случайный выбор одного из нескольких равноценных вариантов. Для этого обычно используется программный генератор чисел, которые повторяются с очень большим периодом. Такой числовой ряд называют псевдослучайной последовательностью или, сокращенно, ПСП.

Тем не менее, если требуются абсолютно случайные числа, то лучше применить внешний аппаратный генератор шумоподобных сигналов. Принцип его работы заключается в усилении тепловых хаотических шумов, возникающих при работе полупроводниковых стабилитронов и транзисторов.

Известны также программно-аппаратные генераторы «случайных» чисел, использующие принцип «орёл-решка». Например, запускается программа, которая увеличивает значение счётчика с частотой несколько сотен тысяч раз в секунду.

Рис. 3.17. Схемы подключения генераторов шума к МК:

а) уровень шума, генерируемого стабилитроном VDI, регулируется резистором R2 и усиливается транзистором VT1. Для вывода стабилитрона в рабочую область требуется питание +15 В;

б) схема Р. Шиманяна. Используются два генератора шума на транзисторных аналогах стабилитрона (VTI, VT2). Резисторами R2, R6 производят выбор рабочей точки, а резистором R3 — суммирование для устранения асимметрии шумового напряжения;

в) генератор шума на стабилитроне VD1 с усилителем на микросхеме DAI. Резисторами RI, R4 подбирается оптимальная амплитуда шума. Стабилитрон VDI требует питание +12 В;

г) программно-аппаратный генератор трудно предсказуемых чисел с использованием человека, нажимающего кнопку SBI в случайный момент времени. Линии МК запараллелены и содержат внутренние «pull-up» резисторы, чтобы увеличить ток через кнопку SBI (для повышения надёжности срабатывания контактов).

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. (Выпуск 1)