在小车到达终点时，要求小车在终点后3米内停下。区别于第七届大赛电磁组不需要停车的要求，在本次电磁组赛道终点处贴有永磁铁，用于检测终点。因此硬件电路中设计中增加了终点检测电路，采用干簧管电路对终点进行检测。干簧管是一种磁敏式的特殊开关，在被磁化的情况下闭合。利用这一特性，当小车行驶到终点，干簧管被永磁铁磁化，电路闭合，使得电机反转，从而使小车在要求距离内快速停下。在硬件设计方面，将终点检测电路放置于车体前方，这样保证较早检测到终点，保证车体不会冲出规定停车距离。

图 2.1  直线区的路障区域

2．2  系统总体框架设计

确定了电磁导引智能车的总体设计后，为了实现系统功能的总体要求，硬件电路设计采用模块化设计思想，分模块对各种功能依次实现。这样可以合理安排各个模块的位置，以达到最有效地利用车体有限的空间，同时也可以对各功能模块进行单独调试，这样可以避免因为某个模块损坏而影响整体功能实现的情况发生。

整体硬件电路设计可以分为以下几个模块：单片机核心控制模块、电源管理模块、电磁传感器模块、舵机驱动模块、电机驱动模块、编码器测速模块、坡道检测模块、人机接口模块、无线通信模块和终点信号检测模块。硬件电路系统总体设计框架图如图2.2所示。

图2.2  系统总体框图

系统各功能模块简介如下：

 单片机核心控制模块：对电磁传感器采集的道路信息以及编码器电路反馈的速度信息进行处理，由此给出对转向舵机以及电机进行控制的PWM信号，控制电磁导引车在赛道中央正常行驶。

 电源管理模块：对各功能模块进行供电，使其能够实现正常的功能，是小车能够正常行驶的基础。

 电磁传感器模块：利用电磁传感器对通有交变电流的导线两侧的电压进行检测，获得赛道信息，为电磁导引智能车提供前进方向的判断信息，以保证小车在赛道中央行驶保证不冲出跑道。

 舵机驱动模块：当电磁传感器检测出前方为弯道，单片机核心控制模块将发送指令给舵机驱动其转过一定的角度，完成弯道的行驶。

 电机驱动模块：根据电磁传感器传回来的赛道信息，判断当前的路况，执行单片机发出的指令，实现相应的加减速要求。

 编码器测速模块：在小车的后方安装了与驱动轮的齿轮相咬合的光电编码器，利用其捕捉的脉冲数与车速的关系测得小车的当前行驶速度，反馈回单片机，由此实现小车的速度闭环反馈控制，为精确控制小车行驶速度提供了必要的保障。文献综述

 坡道检测模块：利用增加前瞻的电磁传感器提前对坡道进行检测，将信息反馈回单片机进行判断，提前减速完成过坡道操作，以免车体撞到坡道冲出跑道。

 人机接口模块：为便于脱离软件对各类参数进行设置修改，增加人机接口模块，便于现场调试。

 无线通信模块：利用蓝牙装置，可以将电磁导引车行驶过程中的各种数据实时地传递到上位机，并且可以同时接受来自上位机的指令，实时调整小车运行状态，便于参数调试。