《基于stm32的五子棋系统的设计》8300字（论文）

I基于stm32的五子棋系统的设计TOC\o"1-3"\h\u摘要 I1绪论 11.1研究背景及意义 11.1.1研究背景 11.1.2研究目的及意义 11.1.3国内外研究现状 11.2未来发展趋势 21.3研究的主要内容和目标 32五子棋系统的总体设计 42.1概述 42.2五子棋系统的设计要求 42.3五子棋系统的总体方案 52.3.1校园能耗监控数据采集系统的组成 52.3.2五子棋系统的硬件结构框图 52.4五子棋系统主要元器件的确定 52.4.1五子棋系统单片机的确定 52.4.2TFT显示屏的确定 72.4.3语音播报模块的确定 72.5编程语言的确定 83五子棋系统的硬件设计 93.1主电路的设计 93.2各模块电路的设计 103.2.1OLED液晶电路 103.2.2语音播报模块电路 103.3电路零件清单 124五子棋系统的软件设计 134.1设计方法 134.2主程序的设计 134.3各模块的流程图设计 144.3.1TFT液晶显示原理 144.3.2语音播报模块流程图 155系统调试 175.1硬件调试 175.2软件调试 186结束语 19参考文献 22附录 25附录一 25附录二 26附录三： 27摘要：五子棋是一种益智类游戏，可以提高玩家的思维能力和智力，既有趣又可以玩家沉溺其中。由STM32F103ZET6设计和实现的Gobang提供两种战斗模式，即人机模式和每个人的模式。该五子棋游戏中根据实际五子棋对战规则和获胜的条件来操作。人机对战模式使用简单的游戏树搜索算法，即仅搜索向前的一步，并且只能预测下一步会发生什么。在“所有人均可玩”模式中，一方首先在游戏的服务器端创建游戏，另一方输入服务器ID并作为客户端加入游戏当中。通过扬声器实现落子的声音，通过语音模块实现语音播报的功能，发送五子棋消息，其实主要发送落子的坐标，另一方玩家在看到五子棋落子后会进行五子棋的落子，此过程调用对应的函数去处理和接收新的消息[]。关键字：人机打对战，人人对战，消息，算法，gobang1绪论研究背景及意义研究背景随着社会的不断发展和科学技术的不断提高，电脑已经开始影响到人们工作和日常生活的方方面面。各种程序和软件逐渐进入了公众的生活。就像业余时间的娱乐生活一样，他们也开始成为的在线视频游戏，五子棋是最受欢迎的益智棋盘游戏。它的简单，娱乐和竞争注定会成为流行的游戏[]。Gobang游戏软件大致可分为两种类型：一类是Gobang通过互联网进行的游戏软件，另一种是独立的单机的Gobang游戏软件。我设计的是Gobang游戏软件的独立版本，可用于在业余时间随时随地娱乐人们[[2]]。并提高您的棋艺技巧，具有极大的实用性。比赛的顺序是：从天元开始玩家一依次放置第一个黑色，玩家二放置第二个白色。任一面首先在板上形成水平，垂直或对角线连续线，且具有超过五个（包括5个）相同颜色，则表示该面获胜。该系统所实现的功能主要有三大功能:游戏选项、语音播报、智能判断[]。研究目的及意义五子棋是起源于中国古代的传统黑白棋子类游戏。在当今社会中，各地对Gobang的称呼有所不同。这也是一种益智游戏，人们必须使用大脑的力量。在此过程中提高了人的的思维能力，并且增强智力[]。包含古典哲学的“阴阳一里”哲学导致自我修养。它具有简单易学的特点，受到人们的喜爱，但作为高水平的国际比赛，它也具有深奥的能力。1.1.3国内外研究现状2003年，国家体育总局批准了中国象棋学会的《中国五子棋竞赛规则》和《中国五子棋段级位制》的方案；

2004年，成立了中国围棋协会五子棋分会；

2006年，五子棋正式成立，并成为正式比赛项目。国家体育总局国际象棋和卡片管理中心（中国棋学院）主办了全国棋邀请赛。自2007年起，全国五子棋邀请赛更名为全国五子棋锦标赛；自2007年以来，举行了国家队五子棋锦标赛和国家儿童五子棋锦标赛。此后每四年举行一次2009年第一届全国智理运动会的正式比赛和2011年第二届全国智力运动会的正式比赛；2010年发布了《中国围棋协会五子棋项目等级分制度实施办法》（临时），并于2011年正式实施；2013年国家五子棋比赛将在原来的男队和女队中增加大学生的混合组比赛。各种地方象棋学院，共产主义青年团，棋艺俱乐部等。他们举办了各种规模的比赛。最重要的活动之一是在浙江举行的浙江五子棋公开赛。它分为两个组a和b。实施调查组系统。比赛时间限制也是全国比赛中最长的，每边120分钟。）不幸的是，有传言说它将在今年（2013年）关闭。具体情况目前未知。五子棋的当前国际状态：1988年,国际连珠联盟(rif)在瑞典斯德哥尔摩正式成立,迄今已有50多个会员国。1989年起,每两年举办一届“世界连珠个人锦标赛”。。五子棋的等级目前是通过参加中国棋院学会认可的比赛而获得的。由于高邦的不专业化和其他原因，目前的最高国家排名是第六位。专业类别和业余类别之间没有区别。资格体系中的标准是根据男队的情况制定的。女子队伍减少了。减少的具体情况将在每次比赛前由裁判队宣布。需要知道的朋友也可以自己做。除了由中国棋研究院建立的等级系统外，各省市级象棋学院也有自己的等级制度，但目前，最广泛认可的是由中国棋院研究院建立的等级制度。未来发展趋势当前，棋盘游戏在国际上发展迅速。国外的友人也讲讲喜欢上五子棋这类智力游戏，并认为五子棋是哲学意义的，在下五子棋的过程中不仅改善思维的活跃能力，发展智力，并且动手和动脑能力也在此过程中得到了提升。它具有东方的神秘色彩和西方的直觉、也是中西文化的交汇处。在不同的国家/地区，人们对Gomoku就有不同的昵称。例如，韩国人将gomoku称为“幸福的象棋”，表示情侣通过玩Gomoku可以促进双方的感情，而欧洲地区则将gomoku称为“中老年棋子游戏”。这是因为它符合欧洲中老年人的年龄特征和思维方式。南美地区人喜欢将Gomoku称为“谈判象棋”，这意味着当商人讨论业务时，他们可以在下棋的时候谈论业务，最后棋盘结束，业务谈判也就水到渠成。尽管有不同的国家/地区和语言，人们仍可以使用Gomoku的简单而深刻的国际象棋技巧来交流，竞争和建立友谊。[]。因此，五子棋在未来发展大有前景。研究的主要内容和目标在本设计中，选择了STMicroelectronics的STM32F103ZET6微控制器作为Gobang系统的控制核心。使用扬声器模拟下棋落子的声音，将2.8英寸TFTLCD屏幕用作显示设备、DYSV17F作为语音播放模块实现语音播报的功能、用W25Q128作为闪存芯片，达到系统集成化高，操作简便，结构简单[]。设计过程如下：采用合理的设计方法，绘制电路设计原理图，在设计中选择合适的原理图，然后应用程序的模块化设计方法。整个程序根据整体功能分为几个相对独立的程序模块，每个模块用C语言独立设计和编写的，根据原理图，MDK5用于将J-Link应用于在线仿真测试中。改善测试的非理性。。如果没有问题，请使用面包板根据电路布局原理图焊接电路，最后根据其在电路原理图中的位置焊接每个模块，最后使用要测试的程序对其进行刻录。[]。此设计要实现的目标：该系统是在传统游戏五子棋的功能基础上构建的，可以进行两人对战和人机对战。要实现的主要目标是：（1）用C语言编程；（2）五件式棋盘的布局；（3）实现黑白方之间的轮换；（4）遗憾棋盘游戏的功能；（5）下棋游戏功能；（6）胜利或失败的判断；（7）人工智能算法分析。

2五子棋系统的总体设计2.1概述大家耳熟能详的单片机实际上就是单片微机，它代表微机。微控制器是片上微处理器系统。这个小型系统包含具有算术存储，输入和输出功能的计算机的基本功能。从基本结构上来说，它是一个完整的计算机系统。但是它所运用的指令和控制要求，又是为了服务工业领域的，他是按照工业领域的相关要求进行设计的，因此她又叫座微控制器[]。严格来说，单片机与通用芯片没有什么区别，它具有控制能力强，可靠性高，结构简单，体积小，价格低廉的优点。单片机通常在家庭中使用。家用电器和电子玩具，智能电表，工业领域和其他领域都有应用，不能与它们分离。当前，单芯片技术正在朝着多品种，低能耗，多功能和低价格的方向发展。其中，ST系列微控制器是最受欢迎的，其出色的性能可以满足许多用户的需求。近年来，由于资源有限和功能独特，已经淘汰了现有的8位单片机。现在32位单片机已经进入实用阶段。由于32位微控制器具有大量的片上资源，丰富的I/O端口和强大的功能，因此其功能和运行速度远远优于8位或16位微控制器。，因此在将来单片机的选择，32位单片机会是主要选择对象被多数人介绍。2.2五子棋系统的设计要求通过STM32F103ZET6设计实现的五子棋提供了两类对战模式，这两种模式分别是人机模式和人人模式。能够通过语音播报模块实现语音播放功能，通过液晶显示屏实现界面显示功能，通过扬声器实现落子的声音。2.3五子棋系统的总体方案该设计充分理解了Gobang的处理要求，总体设计包括以下子功能系统，TFTLCD显示系统，时钟电路，语音广播系统，声音系统，复位电路和STM32F103ZET6微控制器组成了整个Gobang系统。[]。2.3.1校园能耗监控数据采集系统的组成该设计的前提是基于实际的五子棋系统而设计的，根据实际功能调研，了解到五子棋的具体情况后做出了整体设计结构的[]。该系统的组件主要由以下子系统组成。TFT液晶显示系统，语音广播系统，声音系统和单片机构成了整个五子棋系统。。2.3.2五子棋系统的硬件结构框图该设计中是以STM32C8T6作为最小系统，外围加入W25Q128，语音播放模块DYSV17F，借助TFT作为显示设备，将数据显示，用扬声器实现落子声音。如下就是该设计的硬件框图。图2.3..2.1所示系统硬件设计框图2.4五子棋系统主要元器件的确定2.4.1五子棋系统单片机的确定根据基本操作处理的位数，单片机可以分为1位机，4位机，8位机，16位机，32位机等。其中，1位机器，4位机器和8位机器具有简单的结构和较低的成本，但是指令并不多。使用有限的内部资源进行简单的控制，并进行复杂的编程：16位机虽然指令丰富并且内部资源也够用，但是由于考虑到为了确保测量参数的准确性和可靠性，本系统以意法半导体开发的基于Cortex-M3内核的STM32F103C8T6处理器为主要芯片，构建了整个系统。[]。STM32F103C8T6是基于Cortex-M3内核的标准ARM架构，具有先进的架构，超高性能，丰富的外设，合理的功耗和价格。该芯片的内部资源包括112个I/O，514K闪存，64KSRAM，4-16M外部高速晶体振荡器，内部8MHz高速RC振荡器，40KHz低速RC振荡器，看门狗时钟和内部锁相环，11个定时器，12个DMA通道，13个通信接口，16位PWM同步AC定时器，ADC采样通道等丰富的资源。下图为图2.2STM32F103C8T6引脚图：图2.4.1.1所示STM32F103ZET6引脚图2.4.2TFT显示屏的确定在该设计中，TFT液晶显示器用于显示模块装置，并且TFT-LCD液晶显示器是薄膜晶体管类型，即“真彩色”（TFT）液晶显示器。TFT液晶为每个像素配备了一个半导体开关，每个像素可以通过点脉冲直接控制，因此每个节点可以相对独立和连续地进行控制，这不仅提高了屏幕的响应速度，而且还提高了屏幕的响应速度。改善屏幕的响应速度。另外，您可以精确地控制屏幕的颜色级别，以使TFTLCD的颜色更逼真。[]。目前在这块做得不错的品牌有思迪科科技。最开始接触到的1286LCD显示屏的特点是需要背光，功耗较高等特点，综合对比，选择这款0.96OLED显示屏是最符合这种低功耗的最小系统的要求的。该模块的电源可以是3.3V或5V，我们无需人为改变模块电路。而且OLED操作起来非常的方便，功能非常的方便，能够显示汉字，图案等，同时，非常方便使用者固定在产品上。将TFT与1286LED显示屏对比之后，我决定使用TFT作为该系统的显示器件。TFT的实物图如下图2.4.2.1所示：图2.4.2.1所示OLED实物图2.4.3语音播报模块的确定DY-SV17F是自主开发的智能语音模块，内置IO段触发器，UART串行控制，ONE_line单总线串行控制，标准MP3和其他7种操作模式。内置的5WD功率放大器可以直接驱动四个。支持35W扬声器，MP3，WAV解码格式，内置32Mbit（4MByte）闪存，可通过USB电缆连接到计算机来更新音频文件[]。图2.4.3语音播报模块接口图2.5编程语言的确定用于微控制器编程的语言通常是汇编语言和C语言，这是因为汇编语言难以阅读且难以移植到更复杂的程序中。ST的ST芯片的内部寄存器以C语言和函数封装，并且仅当使用内部资源时才应调用此函数。C语言简洁明了，对基本硬件具有良好的适应性，具有足够的运算符类型和数据类型，在程序设计中具有高度的自由度，并且具有良好的可移植性。每种语言都有其自身的特征，但是随着计算机应用程序的发展，许多编程语言已经被逐步淘汰并逐渐消失。但是，C语言确是发展得更好，逐渐变为广泛的高级编程语言。到目前为止，生存和进步完全取决于其他编程语言的独特优势。此外，ST将单片机的寄存器封装为库函数，因此直接使用C语言调用库函数就足够了。选择高级C语言进行编程，然后使用Keil软件对系统程序进行编程和调试。3五子棋系统的硬件设计3.1主电路的设计在确定上一章中的模块配置时，我们主要选择了STM32F103ZET6微控制器，该微控制器由复位电路模块，电源电路模块，晶体振荡器电路模块，电源电路模块，TFT液晶显示器组成。语音传输模块电路等STM32F103ZET6最小系统电路原理图如下图3.1所示。图3.1.1所示STM32F103ZeT6最小系统原理图3.2各模块电路的设计3.2.1OLED液晶电路在前面已经对OLED液晶显示屏做了详细的介绍，通过介绍得知：接口类型：IIC接口；管脚定义：GND、VCC、SCL、SDA；GND：电源地；VCC：电源正极（供电3.3V-5V）；SCL：IC时钟线；分辨率：128*64；广可视角度：大于160度；低功耗：正常显示时0.06W；内部驱动芯片：SSD1306.这是我们最重要的几个参数，它与单片机的连接数意图如下图3.2.1.1所示：图3.2.1.1所示TFT连接示意图3.2.2语音播报模块电路DY-SV17F是自主开发的智能语音模块，集成了IO段触发器，UART串行端口控制，ONE_line单总线串行端口控制，标准MP3和其他7种操作模式。板载5WD功率放大器支持4，35W扬声器，MP3，WAV解码格式，板载32Mbit（4MByte）闪存，可以通过USB电缆连接到计算机来更新音频文件。接口定义如下图3.2.2.1所示。图3.2.2.1所示DY-SV17F接口图3.3电路零件清单如下是在该设计中用到的硬件器件清单：图3.3.1所示器件清单名称型号数量单片机小系统STM32F103ZET61液晶显示屏TFT1语音播报模块DY-SV17F1扬声器模块扬声器1导线杜邦线若干其他焊锡等若干4五子棋系统的软件设计4.1设计方法本设计采用模块化设计。所谓的模块化设计表示：程序不是一个接一个地从头开始编写计算机指令和指令，而是首先使用主程序，小程序，线程和其他框架来统一软件的主要结构。描述过程并定义和调试各种框架之间的输入和输出链接以及依赖性。逐步改进的结果是以功能块为单位的一系列算法描述。程序设计是在功能块单元中完成的，将具有特定独立功能的解决方案算法或实现方法称为模块化。模块化的编程思想可以减少编程软件的复杂性，并使软件设计，调试和维护更加轻松便捷。模块化设计分为几个部分。主程序使用回调函数读取每个模块的初始化数据，并且在每个子例程中为此模块自定义了一些参数，因此读取和修改都很方便。。。4.2主程序的设计主程序可对每个模块的子程序调用，并且可以通过调用来访问标题位置，让主程序简洁明了总体流程图4.2.1所示。图4.2.1所示主流程图4.3各模块的流程图设计4.3.1TFT液晶显示原理有机发光二极管，又叫做TFT，它的软件流程是先进行初始化操作，然后设置显示方式，最后将需要显示的内容显示到屏幕上，它的软件流程图如下所示：图4.3.1.1所示TFT流程图4.3.2语音播报模块流程图单片机控制IO组合以触发指定的音轨（低电平有效），循环播放指定的音轨，释放电平（IO0-IO7返回高电平）以停止播放。在播放过程中释放音量并立即停止播放。播放过程繁忙且有效。下图是语音广播模块的软件流程图。：图4.3.2.1所示语音播报模块软件流程图

5系统调试一个系统能否正常的工作，这是用户最关心的，检查系统的工作情况是必不可少的事，我们在准备好制作产品的准备工作以后就可以开始动工制作了，这时候就必须考虑功能是否满足要求，采集的数据显示的数据是否正确[]。检验它的过程就是把调试过程，调试分为硬件调试和软件调试两部分。在该设计中也不例外，接下的两小节主要就是介绍该设计中的硬件调试与软件调试。5.1硬件调试在硬件调试中，不管是采用分模块的调试方法还是采用整体的调试方法，需要遵循电子电路的调试步骤。（1）电路检查电子电路是否组装，都必须在接通电源之前根据示意图仔细检查。，按照一定的顺序一个都不能漏掉。在检查的过程中主要查看的是电源部分是不是有问题，是不是接对了，存不存在短接的现象，二极管的方向和电解电容的方向有没有接反的情况，引脚是不是接正确了，焊接的板子要看是不是焊接牢固了等各个细节都必选考虑到位。（2）通电观察在上电之前做好了准备工作之后就要上电调试，首先注意的是电源电压值，这里我存在的一个问题就是我焊接好了用手机的数据线给他供电，发现液晶显示屏就是不亮，想来想去，没有问题，我就讲数据线从插座上拔下来插到我的电脑的USB接口上，TFT显示屏马上显示数据了。在通电后要先观察一下，有没有异常，比如有没有异味产生，冒烟等现象，出现问题不要紧张，马上关掉电源，仔细检查，排除故障后再次上电，等到一切稳定之后，在根据实际需要决定是否用示波器观察波形等操作，目的是能够确定电路能够正常的工作。（3）静态调试这一步静态调试的时候先不要直接加入输入信号，而是先加入各个级的工作电压和电流是否正常。对于产品的电压调试就比较简单，可以直接对其进行测量。如果是电流就通过电路板子中留的中断点进行测量，或者根据电阻值进行计算。（4）动态调试添加输入信号以查看它的输出信号是否符合要求，如果电路输出信号不符合要求，可以调节电路中的电感元件或者电容元件等，知道输出满足要去的电流信号的波形，频率等相关信息。（5）指标调试当前面的静动态调试之后就可以对其进行指标调试，就是根据相关的技术指标或者数据是否达到了我们的要求，结果是不是符合我们的要求，如果不满足就还必须要对其进行修改，知道相应的数据或者技术指标达到我们的要求。调试过程中我遇到的问题及就觉办法：在硬件焊接都完成的时候要上电的时候用数据线接在手机插座上发现TFT灯不亮，我查了一下充电插座的输出电压电流是%V，2A的,我把它接到了5V/500mA的USB接口上发现OLED正常工作。5.2软件调试在软件调试过程中我所用的方法不是Debuge这种软件自带的程序调试方法，我所用的编程思想是模块化的编程思想，每一个模块都是分开的，先一个模块一个模块的编写代码，通过程序运行起来是否存在与预期结果不相符的情况，然后再适当的改动一些参数，就能得到我们想要的结果。在GPS模块编程的时候，我用的是最新的GT-U7这款GPS模块，导致它网上的资料就很少，程序编写好后运行都好着，没有问题，结果就是不对，我最后查阅资料才发现它的波特率设置错误了，应该讲波特率设置为38400，此时获取的数据就符合要求的[]。我习惯性的在软件设计过程中采用模块化的编程思想去解决问题，如果某一块的结果不符合要求，只需要改这一块的内容就可以，而不需要改变整个程序设计，大大降低了软件设计难度[]。在程序的设计过程中也提高了效率。6结论该设计用STM32F103ZET6作为最小系统，借助语音播报模块，TFT液晶显示屏等一系列的传感器和外围电子器件，实现了五子棋的基本功能。如下图6.1.1所示就是该设计的实物图：图6.1.1所示为该系统的实物图参考文献[1]范昊,李鹏飞.基于FastText字向量与双向GRU循环神经网络的短文本情感分析研究——以微博评论文本为例[J].情报科学,2021,39(04):15-22.[2]钟佳娃,刘巍,王思丽,杨恒.文本情感分析方法及应用综述[J].数据分析与知识发现:1-15.[3]李兰友,陆金桂,张建德.SUV车型外观评论文本情感分析[J].汽车工程学报,2021,11(02):93-101.[4]付晓杰,张曦煌.基于多特征改进卷积神经网络的文本情感分析[J].计算机与数字工程,2021,49(03):536-541.[5]李铮,陈莉,张爽.基于ELMo和Bi-SAN的中文文本情感分析[J].计算机应用研究,,:1-6.[6]孙旭,金学嘉,乔辛辰,史道玲.融合多传感器与无线传输功能的智能衣柜设计[J].电子制作,2021,(05):42-43+34.[7]邱泽国,贺百艳.基于文本挖掘的网络舆情主题发现与情感分析[J].对外经贸,2021,(02):76-79.[8]王浩宇,钟志江,刘涛,范静,高翼.可提供个性化着装方案的智能衣柜的设计与结构[J].智能城市,2021,7(04):10-12.[9]张奇,徐斌,张冬,徐以泱.倾斜摄影测量三维重建在城市规划管理中的应用[J].智能城市,2021,7(04):12-14.[10]郭勇,赵康,潘力.结合改进Bi-LSTM和CNN的文本情感分析[J].信息技术,2021,(02):50-55.[11]靳云龙,罗晨,陈良宏,尹若军,薛承杰.基于NodeMCU的智能衣柜设计[J].智能城市,2021,7(03):129-131.[12]曾诚,温超东,孙瑜敏,潘列,何鹏.基于ALBERT-CRNN的弹幕文本情感分析[J].郑州大学学报(理学版):1-8.[13]马长林,王涛.基于相关主题模型和多层知识表示的文本情感分析[J].郑州大学学报(理学版),,:1-6.[14]陆泽凯,谢颖.微博中的“中美外交风波”舆情文本研究——基于R语言的词向量情感分析[J].传媒观察,2021,(02):54-61.[15].潮流[J].决策探索(上),2021,(02):90-91.[16]巫光福,戴子恒,杨蕊.基于QC-MDPC码公钥密码方案下反应攻击的对策[J].计算机应用研究:1-7.[17]MichaelB.Hoffmann,MichaelBach,MineoKondo,ShiyingLi,SineadWalker,KarenHolopigian,SureshViswanathan,AnthonyG.Robson.ISCEVstandardforclinicalmultifocalelectroretinography(mfERG)(2021update)[J].DocumentaOphthalmologica,2021,(prepublish):.[18]吕橙.五子棋游戏双人对决的设计与实现[J].现代计算机,2021,(03):94-100.[19]孙景锋,李德识.基于正交字典的全反馈信道函数估计[J].计算机工程与设计,2021,42(01):1-7.[20]高华政,冯丽燕,虞名海,张建勋,石梦悦,胡卫生,义理林.数字混沌抗干扰激光雷达设计[J].光通信研究:1-8.

附录附录一本设计的电