Arduino Touch Tic-Tac-Toe Game

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关于这个项目

亲爱的朋友们，欢迎来到另一个 Arduino 教程！在这个详细的教程中，我们将构建一个 Arduino 井字游戏。如您所见，我们使用的是触摸屏，并且是在与计算机对战。像 Tic-Tac-Toe 这样的简单游戏是对游戏编程和人工智能的绝佳介绍。虽然我们不会在这个游戏中使用任何人工智能算法，但我们会理解为什么在更复杂的游戏中需要人工智能算法。

为 Arduino 开发游戏并不容易，需要大量时间。但是我们可以为 Arduino 构建一些简单的游戏，因为它很有趣，并且可以让我们探索一些更高级的编程主题，比如人工智能。这是一次很棒的学习体验，最后您将为孩子们提供一场精彩的游戏！

现在让我们构建这个项目。

第 1 步：获取所有零件

构建此项目所需的部分如下：

• 一个 Arduino Uno

• 2.8 英寸触摸屏

该项目的成本非常低。它只有 15 美元。

在尝试构建此项目之前，请通过单击此处的卡片观看我准备的有关触摸显示器的视频。它将帮助您理解代码，并校准触摸屏。

第 2 步：Arduino 的 2.8" 触摸彩色显示屏

我在 banggood.com 上发现了这个触摸屏，并决定购买它以尝试在我的一些项目中使用它。如您所见，这款显示器价格低廉，售价约为 11 美元。

从这里获取。

显示器提供 320x240 像素的分辨率，它作为一个盾牌提供，这使得与 Arduino 的连接非常容易。如您所见，显示器几乎使用了 Arduino Uno 的所有数字和模拟引脚。使用此屏蔽时，我们的项目只剩下 2 个数字引脚和 1 个模拟引脚。幸运的是，显示器也可以与 Arduino Mega 配合使用，因此当我们需要更多引脚时，我们可以使用 Arduino Mega 而不是 Arduino Uno。不幸的是，此显示器不适用于 Arduino Due 或 Wemos D1 ESP8266 板。盾的另一个优点是它提供了一个非常容易使用的micro SD插槽。

第 3 步：构建项目并对其进行测试

将屏幕连接到 Arduino Uno 后，我们可以加载代码，我们就可以开始玩了。

首先，我们按下“开始游戏”按钮，游戏开始。 Arduino 首先播放。然后我们可以简单地通过触摸屏幕来玩我们的动作。然后 Arduino 开始移动，依此类推。成功将他们的三个标记放置在水平、垂直或对角线上的玩家赢得游戏。游戏结束后，会出现游戏结束画面。然后我们可以按再次播放按钮重新开始游戏。

Arduino 非常擅长这个游戏。它会赢得大部分比赛，或者如果你是一个非常好的球员，比赛将以平局告终。我故意设计这个算法来犯一些错误，以便让人类玩家有机会获胜。通过在游戏代码中再添加两行，我们可以让 Arduino 不可能输掉游戏。但是 2 美元的芯片 Arduino CPU 怎么能打败人脑呢？我们开发的程序比人脑还聪明吗？

第 4 步：博弈算法

为了回答这个问题，让我们看看我实现的算法。

电脑总是先播放。仅凭这一决定，Arduino 就可以更轻松地赢得比赛。第一步总是一个角落。 Arduino 的第二个移动也是从剩余的一个随机角落，根本不关心玩家的移动。从这一点开始，Arduino 首先检查玩家是否可以在下一步中获胜并阻止该移动。如果玩家不能在一次移动中获胜，则它会在可用的情况下进行角移动或从剩余的随机移动中进行。就是这样，这个简单的算法每次都可以击败人类玩家，或者在最坏的情况下，游戏将导致平局。这不是最好的井字游戏算法，而是最简单的算法之一。

这个算法可以很容易地在Arduino中实现，因为井字游戏很简单，我们可以很容易地对其进行分析和解决。如果我们设计博弈树，我们可以发现一些获胜策略并轻松地在代码中实现它们，或者我们可以让 CPU 实时计算博弈树并自行选择最佳棋步。当然，我们在这个游戏中使用的算法非常简单，因为游戏非常简单。如果我们试图为国际象棋设计一个获胜算法，即使我们使用最快的计算机，我们也无法计算一千年后的博弈树！对于这样的游戏，我们需要另一种方法，我们需要一些人工智能算法，当然还有巨大的处理能力。在以后的视频中会详细介绍这一点。

第五步：项目代码

让我们快速浏览一下项目的代码。我们需要三个库来编译代码。

• 改进的 Adafruit TFTLCD

• Adafruit GFX

• 触摸屏

如您所见，即使是这样一个简单的游戏，也需要 600 多行代码。代码很复杂，所以我不会尝试在简短的教程中解释它。不过，我将向您展示 Arduino 移动算法的实现。

一开始，我们随机打两个角。

int firstMoves[]={0,2,6,8}; // 将首先使用这些位置 for(counter=0;counter<4;counter++) //计算第一个动作 { if(board[firstMoves[counter]]!=0) // 第一个动作由某人执行 { movePlayed++; } } do{ if(moves<=2) { int randomMove =random(4); int c=firstMoves[randomMove];如果（板[c]==0）{延迟（1000）；板[c]=2; Serial.print(firstMoves[randomMove]); Serial.println(); drawCpuMove(firstMoves[randomMove]); b=1； } } 

接下来，在每一轮中，我们检查玩家是否可以在下一步中获胜。

int checkOpponent()
{ if(board[0]==1 &&board[1]==1 &&board[2]==0) return 2; else if(board[0]==1 &&board[1]==0 &&board[2]==1) return 1; else if (board[1]==1 &&board [2]==1 &&board[0]==0) return 0; else if (board[3]==1 &&board[4]==1 &&board[5]==0) return 5; else if (board[4]==1 &&board[5]==1&&board[3]==0) return 3; else if (board[3]==1 &&board[4]==0&&board[5]==1) return 4; else if (board[1]==0 &&board[4]==1&&board[7]==1) return 1;否则返回 100;} 

如果是，我们在大多数情况下阻止该移动。我们不会为了让人类玩家有机会获胜而阻止所有动作。你能找出哪些动作没有被阻挡吗？阻挡移动后，我们玩剩余的角落，或随机移动。您可以研究代码，并轻松实现自己的无与伦比的算法。与往常一样，您可以在本教程中找到该项目的代码。

注意：由于 Banggood 提供具有两个不同显示驱动程序的相同显示，如果上述代码不起作用，请将 initDisplay 函数更改为以下内容：

void initDisplay(){tft.reset();tft.begin(0x9341);tft.setRotation(3);} 

第 6 步：最后的想法和改进

如您所见，即使使用 Arduino Uno，我们也可以为简单游戏构建无与伦比的算法。这个项目很棒，因为它很容易构建，同时也是对人工智能和游戏编程的一个很好的介绍。未来我会尝试使用更强大的树莓派构建一些更高级的人工智能项目，敬请期待！我很想听听你对这个项目的看法。

请在下面发表您的评论，如果您觉得有趣，请不要忘记喜欢本教程。谢谢！

代码

• 代码片段 #1
• 代码片段#2

代码片段 #1纯文本

int firstMoves[]={0,2,6,8}; // 将首先使用这些位置

 for(counter=0;counter<4;counter++) //计算第一个动作 { if(board[firstMoves[counter]]!=0) // 第一个动作被某人玩了 { movePlayed++; } } do{ if(moves<=2) { int randomMove =random(4); int c=firstMoves[randomMove];如果（板[c]==0）{延迟（1000）；板[c]=2; Serial.print(firstMoves[randomMove]); Serial.println(); drawCpuMove(firstMoves[randomMove]); b=1； } }

代码片段#2纯文本

int checkOpponent()
{ if(board[0]==1 &&board[1]==1 &&board[2]==0) return 2; else if(board[0]==1 &&board[1]==0 &&board[2]==1) return 1; else if (board[1]==1 &&board [2]==1 &&board[0]==0) return 0; else if (board[3]==1 &&board[4]==1 &&board[5]==0) return 5; else if (board[4]==1 &&board[5]==1&&board[3]==0) return 3; else if (board[3]==1 &&board[4]==0&&board[5]==1) return 4; else if (board[1]==0 &&board[4]==1&&board[7]==1) return 1;否则返回 100;}

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