基于 STM32F103 开发板的 5×5 五子棋游戏，支持双人对战、内置 AI 自动对战、联机电脑 AI 三种模式，配备 TFT 触摸屏与 UART 通信。
本项目运行于 ALIENTEK MiniSTM32F103 系列开发板，实现了一个小型 5×5 五子棋游戏。游戏规则以吃子为胜负判断条件（白棋或黑棋剩余 1 枚时另一方获胜），并提供三种对战模式：
| 模式 | 描述 |
|---|---|
| 双人对战 | 两名玩家通过触摸屏轮流操作 |
| 内置 AI（Board 模式） | 白棋由本地简单策略 AI 自动移动 |
| 联机电脑 AI（Computer 模式） | 通过 UART 将棋盘状态发送至上位机，由外部 AI 计算最优走法后返回 |
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 主控 MCU | STM32F103（72 MHz，Cortex-M3） |
| LCD 屏 | 2.4" / 2.8" / 3.5" / 4.3" / 7" TFT 液晶屏 |
| LCD 驱动 IC | ILI9341 / ILI9325 / NT35310 / NT35510 / SSD1963 / RM68042 / LGDP4531 等 |
| 串口通信 | USART1（RS232 / 上位机 AI） |
| 开发工具 | Keil MDK（flowlight.uvprojx） |
LCD 采用 16 位并行数据总线，控制信号及数据线分配如下：
| 信号 | 引脚 | 说明 |
|---|---|---|
LCD_LED（背光） |
PC0 | 高电平点亮 |
LCD_CS（片选） |
PD7 | 低有效 |
LCD_RS（数据/命令切换） |
PD4 | 低=命令，高=数据 |
LCD_WR（写控制） |
PD5 | 低脉冲写入 |
LCD_RD（读控制） |
PD11 | 低脉冲读取 |
RESET（复位） |
PD12 | 高电平有效 |
16 位数据总线（D0–D15）映射：
| 数据位 | 引脚 |
|---|---|
| D0, D1 | PD14, PD15 |
| D2, D3 | PD0, PD1 |
| D4–D12 | PE7–PE15 |
| D13, D14, D15 | PD8, PD9, PD10 |
数据读写函数
DATAOUT()/DATAIN()通过位操作将 16 位数据映射到上述分散引脚，实现并行读写。
| 信号 | 引脚 | 说明 |
|---|---|---|
TX |
PA9 | 复用推挽输出，50 MHz |
RX |
PA10 | 浮空输入 |
串口参数：
波特率：115200 bps
数据位：8 bit
停止位：1 bit
校验位：无
硬件流控：无
| LED | 引脚 | 控制说明 |
|---|---|---|
| LED0 | PE8 | 低电平点亮（通过 BSRR 操作） |
| LED1 | PE9 | 低电平点亮 |
| LED2 | PE10 | 低电平点亮 |
| LED3 | PE11 | 低电平点亮 |
| 器件 | 引脚 | 说明 |
|---|---|---|
| 段码输出（a–g, dp） | PD0–PD7 | 推挽输出，低电平有效 |
| 位选控制 | PC10–PC13 | 低电平选通对应位 |
| 功能 | 引脚 |
|---|---|
| 行输出（扫描行） | PE0–PE3 |
| 列输入（检测列） | PE4–PE6（下拉输入） |
外部中断 EXTI4 / EXTI5–9 挂载在 GPIOE 引脚，上升沿触发（NVIC 抢占优先级 2，子优先级 2），用于快速响应按键。
| 信号 | 引脚 | 说明 |
|---|---|---|
| SCK | PB13 | 时钟 |
| MISO | PB14 | 主入从出 |
| MOSI | PB15 | 主出从入 |
| CS | PC3 | 软件控制片选 |
SPI2 配置为主模式，8 位数据，模式 0（CPOL=Low，CPHA=1Edge），预分频 Fclk/2，MSB 先行。主要用于扩展 Flash（ENC25Q80）等外设。
main()
├── BoardInit() → SystemInit()，系统时钟初始化
├── UART1_Init() → 串口及 NVIC 配置
├── Base_Timer3_Config() → TIM3 配置（帧超时检测）
├── LCD_Configuration() → LCD GPIO 时钟与控制引脚初始化
├── Touch_test() → 触摸屏校准/识别
├── LCD_Init() → 识别 LCD 驱动 IC，完成初始化序列
├── Chess_Init() → 棋盘数据初始化（chess_table[5][5]）
├── LCD_Background() → 绘制棋盘网格及 UI 控件
├── Chess_Update() → 首次绘制所有棋子
└── while(1) → 主循环
├── Computer_proccess() → Computer 模式：发送棋盘到上位机
├── REC_process() → 解析 UART 接收数据，更新白棋位置
├── Board_proccess() → Board 模式：本地 AI 自动移动白棋
└── 触摸处理 → 更新光标位置 / 执行落子 move()
LCD 驱动采用16 位并行接口，支持多种主流驱动 IC，通过读取 LCD ID 自动适配：
底层读写流程：
写数据：RS=HIGH → CS=LOW → DATAOUT(16bit) → WR_CLR → WR_SET → CS=SET
写命令：RS=LOW → CS=LOW → DATAOUT(reg) → WR_CLR → WR_SET → CS=SET
读数据：RS=HIGH → CS=LOW → RD_CLR → [dummy read] → RD_CLR → DATAIN() → RD_SET → CS=SET
坐标写入（LCD_SetCursor / LCD_DrawPoint）：
- 发送
setxcmd（如0x2A）+ X 坐标高/低字节 - 发送
setycmd（如0x2B）+ Y 坐标高/低字节 - 发送写 GRAM 命令（
wramcmd，如0x2C） - 写入 16 位 RGB565 颜色值
扫描方向（LCD_Scan_Dir）：
支持 8 种扫描方向（L2R_U2D / L2R_D2U / R2L_U2D / R2L_D2U / U2D_L2R / U2D_R2L / D2U_L2R / D2U_R2L），默认 L2R_U2D（从左到右，从上到下）。
分辨率支持：
| LCD IC | 竖屏分辨率 | 横屏分辨率 |
|---|---|---|
| ILI9341 | 240×320 | 320×240 |
| NT35310 / RM68042 | 320×480 | 480×320 |
| NT35510 | 480×800 | 800×480 |
| SSD1963 | 480×800 | 800×480 |
游戏层不使用填充块刷新，而是采用逐点 Bresenham 算法绘图，最大程度减少总线占用：
采用改进版 Bresenham 圆弧算法，从 (a=0, b=r) 出发，每步判断 di：
di = 3 - (r << 1); // 初始决策量
while (a <= b) {
// 对当前 (a,b) 八分圆所有对称点逐一填充列
// 对圆心到圆周的每一列调用 LCD_DrawPoint()
a++;
if (di < 0) di += 4*a + 6;
else { di += 10 + 4*(a-b); b--; }
}算法通过对
a、b两个区间内的所有像素点逐一描绘，实现填充圆效果，无需填充矩形块。
仅绘制圆弧的左右对称点（省略上下），用于标记当前选中的棋子位置，使用相同 Bresenham 算法但只绘制部分对称点。
棋盘网格使用 LCD_DrawLine() 函数（Bresenham 直线算法）绘制，仅在初始化时绘制一次，后续不重绘网格。
棋子移动时，仅清除上一个位置（clear_chess()），用背景色（灰色）重画对应交叉点，而非刷新整个屏幕：
void clear_chess(int x, int y) {
LCD_Draw_ALLCircle(..., BRRED); // 用棕红色覆盖旧棋子
LCD_DrawPoint(..., GRAY); // 用灰色重画网格交叉线
}棋盘为 4×4 格（5×5 交叉点），在像素坐标 [blank, blank+length] x [blank, blank+high] 范围内：
#define length 200 // 棋盘像素宽度
#define high 200 // 棋盘像素高度
#define blank 20 // 边距
// 交叉点像素坐标：
// x_pixel = blank + col * length/4
// y_pixel = blank + row * high/4uint8_t chess_table[5][5]; // 棋盘状态：0=空，1=黑棋，2=白棋
typedef struct { int x, y; } ChessTypedef;
ChessTypedef BlackChess[5]; // 黑棋5枚，记录每枚位置
ChessTypedef WhiteChess[5]; // 白棋5枚，记录每枚位置
ChessTypedef Choice; // 当前选中的棋子坐标
ChessTypedef way[4]; // 当前选中棋子的可移动方向（上/下/左/右）初始布局：黑棋在第 0 行（y=0），白棋在第 4 行（y=4）。
1. 触摸检测 → 坐标 (ax, by)
├── 未选中状态：Update_Choice(ax, by) 选中该位置棋子
└── 已选中状态：move(ax, by)
├── 验证目标位置是否在 way[] 可移动列表中
├── 更新 chess_table[][]：原位清空，新位置置 1 or 2
├── 更新 BlackChess[] / WhiteChess[] 数组
├── chess_move = 1（触发重绘）
├── 翻转 color_round（交换回合）
└── 吃子检测（见下文）
每次落子后，检测对方棋子是否被三枚己方棋子包围（同行连续 3 子）。以黑棋落子为例，检测白棋能否被吃：
// 对落子后所在行，统计各类连续配置
count1 = 同行所有棋子之和（连续性计数）
count2 = 落子点右侧3格内棋子之和
count3 = 落子点两侧共3格内棋子之和
count4 = 落子点左侧3格内棋子之和
if (count1 == 4 && (count2==4 || count3==4 || count4==4)) {
// 找到被包围的对方棋子并删除（坐标置-1，清除显示）
}胜利条件：当一方棋子数量减少到仅剩 1 枚时，另一方获胜，LCD 显示 "BLACK WIN" 或 "WHITE WIN"。
轮到白棋时，按以下优先级贪心搜索移动：
- 进攻优先：尝试将白棋向有黑棋的行推进（正前方路径）
- 侧移：若正前方受阻，左右横向移动
- 后退保留：前两者均失败时，向后方空位移动，保持棋子存活
每次只移动一枚棋子，移动后切换回合为黑棋。
白棋轮次触发
│
▼
Computer_proccess()：
→ 将 chess_table[5][5] 序列化为字符串：
"s01020102...e"（25个数字，由 's' 开始 'e' 结束）
→ 通过 RS232SendStr() 发送给上位机
上位机 AI 计算最优走法后返回：
格式：x1y1x2y2（4位数字）
x1,y1=白棋原坐标，x2,y2=目标坐标
│
▼
REC_process()：
→ 解析 USART_RX_BUF[0..3]
→ 更新白棋坐标并检测吃子
→ chess_move = 1（触发重绘）
→ isWaiting = 0（恢复轮次监听）
格式：s<d00><d01><d02><d03><d04><d10>...<d44>e
示例：s0102000000000000000020000e
│└─25个格子状态（0=空,1=黑,2=白）─┘│
's'开始 'e'结束
格式：<x1><y1><x2><y2>（4个ASCII数字字符）
示例：0213 → 白棋从 (2,1) 移动到 (1,3)
UART 接收采用 TIM3 超时机制判断一帧数据接收完成：
- 首字节到来时启动 TIM3（
ARR=9999, PSC=71→ 周期 10ms） - 每收到一字节重置计数器
TIM3->CNT = 0 - TIM3 溢出时认为帧结束，置位
Flag = 1通知主循环处理
| 库/模块 | 文件 | 说明 |
|---|---|---|
| STM32 标准外设库 | stm32f10x.h, stm32f10x_gpio/usart/spi/exti/tim.h |
官方 HAL 库，配合寄存器直接操作双模式使用 |
| LCD 驱动 | src/lcd.c + inc/lcd.h |
正点原子 ALIENTEK TFT LCD 驱动 V3.0，支持多 IC 自动识别 |
| 字体库 | inc/FONT.H |
ASCII 点阵字体（12×12 / 16×16 / 24×24 像素） |
| GPIO 控制 | src/GPIO.c |
LED、数码管、矩阵键盘 GPIO 初始化与控制，支持寄存器直接操作与标准库两种模式（宏 #define Base_Control / StdLib_Control 切换） |
| 外部中断 | src/EXTI.c |
EXTI4/5/6 配置，基于矩阵键盘列中断 |
| 定时器 | src/TIM.c |
TIM2 / TIM3 / TIM6 基本定时器，支持 ARR+PSC 自由配置 |
| 串口通信 | src/UART.c |
USART1 初始化，中断接收 + TC 中断发送，200 字节环形缓冲区 |
| SPI 总线 | src/SPI.c |
SPI2 主模式，8 MHz（Fclk/2），用于扩展存储器 |
| IIC 总线 | src/IIC.c |
I2C 软/硬件实现（触摸控制器通信） |
| 系统配置 | src/sys.c + inc/sys.h |
位带操作宏、位寻址封装、延时函数 |
// TIM3：UART 帧超时定时器（主循环启动，接收完帧后自动关闭）
Base_Timer3_Config(10000 - 1, 72 - 1);
// → 周期 = (10000 × 72) / 72MHz = 10ms
// 可扩展：TIM2 / TIM6 用于其他周期任务
Base_Timer2_Config(arr, psc); // 通用定时
Base_Timer6_Config(arr, psc); // 基本定时（无 PWM）embedding/
├── flowlight.uvprojx # Keil MDK 工程文件
├── flowlight.uvoptx # 工程选项文件
├── src/ # 应用源文件
│ ├── main.c # 主程序：游戏逻辑、棋盘绘制
│ ├── lcd.c # TFT LCD 驱动（多 IC 支持）
│ ├── GPIO.c # GPIO 初始化：LED、键盘、数码管
│ ├── UART.c # USART1 串口驱动与中断处理
│ ├── TIM.c # 基本定时器 TIM2/3/6 配置
│ ├── EXTI.c # 外部中断 EXTI4/5/6 配置
│ ├── SPI.c # SPI2 驱动（扩展 Flash）
│ ├── IIC.c # I2C 驱动（触摸控制器）
│ ├── sys.c # 系统初始化与延时
│ └── key.c # 按键扫描（保留）
├── inc/ # 头文件
│ ├── lcd.h # LCD 宏定义、引脚定义、函数声明
│ ├── sys.h # 位带宏、类型定义
│ ├── FONT.H # ASCII 点阵字体数据
│ ├── IIC.h # IIC 接口声明
│ ├── main.h # 全局声明
│ ├── KEY.h # 按键头文件
│ └── LED.h # LED 头文件
├── driver/ # STM32 标准外设库
│ ├── src/ # 外设库源文件（GPIO、USART、SPI 等）
│ └── inc/ # 外设库头文件
├── startup/ # 启动文件（汇编）
├── exti.c # 根目录外部中断（备用）
└── Objects/ # 编译输出目录
- 使用 Keil MDK 5（或兼容版本）打开
flowlight.uvprojx - 选择目标
flowlight_Target 1 - 点击 Build（F7）进行编译
- 通过 ST-Link / J-Link 连接开发板，点击 Download（F8）烧录
- 上电后 LCD 自动初始化并显示棋盘界面
注意：若需使用 Computer 模式（联机 AI），请确保上位机通过 RS232 转 USB 串口 连接开发板，并运行配套的上位机 AI 程序，波特率配置为 115200 bps。
基于 STMicroelectronics 固件库 V3.0.0 | ALIENTEK TFT-LCD 驱动 V3.0 | 正点原子开发板