【C/C++】raspberry pi picoで乱数のシード値をランダムに取得する方法

#include <stdio.h>
#include <random>
#include "pico/stdlib.h"
#include "hardware/adc.h"

using namespace std;

// ノイズからシード値を取得する関数
uint32_t get_seed_from_noise() {
    adc_init();
    adc_select_input(0); // ADC0(26pin)

    sleep_ms(3000); // ADCの初期化待ち

    uint32_t seed = 0;
    for (int i = 0; i < 32; ++i) {
        seed = (seed << 1) | (adc_read() & 0x01); // ADCから1ビット読み取り
        sleep_us(10); // 少し待機してノイズを取得
    }
    printf("シード値: %u\r\n", seed);
    return seed;
}

int main() {
    stdio_init_all(); // USBシリアル有効化

    // シード値取得
    uint32_t seed = get_seed_from_noise();

    //　乱数生成器の初期化
    mt19937 mt(seed);

    // 乱数生成
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        printf("乱数 %d: %u\r\n", i + 1, mt());
        sleep_ms(1000); // 1秒待機
    }
}

#include <stdio.h>
#include <random>
#include "pico/stdlib.h"
#include "pico/platform.h"

using namespace std;

static const uint BUTTON_PIN = 16;  // 物理ピン21 = GP16

// 指定レベルに「安定して」なったことを確認する簡易デバウンス
static void wait_for_level_stable(uint pin, bool level, uint32_t stable_ms = 20) {
    // 目標レベルが連続 stable_ms 続くまで待つ
    while (true) {
        if (gpio_get(pin) == level) {
            uint64_t t0 = time_us_64();
            while (gpio_get(pin) == level) {
                if (time_us_64() - t0 >= (uint64_t)stable_ms * 1000) return;
                tight_loop_contents();
            }
        }
        sleep_ms(1);
    }
}

// ONを入力した長さでシード生成
uint32_t get_seed_from_toggle_duration() {
    // 初期状態がONでもOFFでもHigh（OFF）になるのを待つ
    wait_for_level_stable(BUTTON_PIN, true);

    printf("トグルを ON にしてください（GP16→GNDでLow）。\r\n");
    // High→Lowの立ち下がり待ち（チャタリングを抜ける）
    while (gpio_get(BUTTON_PIN) != 0) tight_loop_contents();
    wait_for_level_stable(BUTTON_PIN, false);
    uint64_t t_low_start = time_us_64();  // Low開始

    printf("次に OFF に戻してください（High）。\r\n");
    // Low→Highの立ち上がり待ち
    while (gpio_get(BUTTON_PIN) != 1) tight_loop_contents();
    wait_for_level_stable(BUTTON_PIN, true);
    uint64_t t_low_end = time_us_64();    // Low終了

    uint64_t duration_us = t_low_end - t_low_start;

    // 64bit長さを32bitに畳み込み（上位と下位をXOR）
    uint32_t seed = (uint32_t)(duration_us ^ (duration_us >> 32));

    printf("ON期間: %llu us\r\n",
           (unsigned long long)duration_us);

    return seed;
}

int main() {
    stdio_init_all();

    // GPIO準備：入力＋内部プルアップ（OFFでHigh、ONでLow）
    gpio_init(BUTTON_PIN);
    gpio_set_dir(BUTTON_PIN, GPIO_IN);
    gpio_pull_up(BUTTON_PIN);

    sleep_ms(500); // USBシリアル安定化のため少し待つ

    printf("トグル一往復で乱数シードを決めます。\r\n");

    uint32_t seed = get_seed_from_toggle_duration();

    // 乱数生成器を初期化
    mt19937 mt(seed);
    printf("シード値: %u\r\n", seed);

    // 動作確認として1秒ごとに乱数を出力
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        printf("乱数 %d: %u\r\n", i + 1, mt());
        sleep_ms(1000);
    }
}