自動追蹤紅外線源機器人主要由三部分組成：紅外線感應(yīng)接收部分、微處理器和電機驅(qū)動部分。各部分功能：紅外線感應(yīng)接收部分檢測載波頻率為38kHz的紅外線發(fā)射波；微處理器負(fù)責(zé)處理傳感器輸入的信號，并為電機驅(qū)動部分提供相應(yīng)的方向控制信號；電機驅(qū)動部分驅(qū)動步進(jìn)電機使機器人按照相應(yīng)指令的方向前進(jìn)。

　　紅外線感應(yīng)器選用小型紅外遙控接收芯片TSOP1738，它支持所有主流的紅外發(fā)射編碼方式，單片機可以直接讀取其解調(diào)后的信號；微處理器選用低功耗高性能的8位單片機AT89C52;單片機的I/O口輸出電流不具備直接驅(qū)動步進(jìn)電機的能力，因此步進(jìn)電機的驅(qū)動選用具有8路達(dá)林頓對管的ULN2003;當(dāng)紅外線發(fā)射源位置不斷變化時，紅外線傳感器TSOP1738的輸出也隨之不斷變化，此時單片機可能無法及時處理TSOP1738輸出的數(shù)據(jù)而造成數(shù)據(jù)丟失，因此需要一個數(shù)據(jù)鎖存器，該鎖存器選用具有單穩(wěn)態(tài)多諧振功能的74121。

　　電路設(shè)計

　　紅外線傳感器電路下見圖。在機器人左、中、右三個方向放置傳感器以檢測紅外線發(fā)射源的位置，當(dāng)某個傳感器接收到紅外線源后輸出一個下降沿至74121的 4腳A2端，根下?lián)D中電容C4、C5、C6的參數(shù)，74121的6腳輸出一個保持時間大約為100ms的高電平，單片機以此高電平信號作為修正方向的依據(jù)。

　　微處理器和電機驅(qū)動電路見下圖。單片機的P3.1、P3.2和P3.2分別與左、中、右三個方向傳感器的輸出相連，三個傳感器輸出共有8種組合，單片機根據(jù)不同的組合狀態(tài)修正機器人的前進(jìn)方向，其修正方向和傳感器輸出組合的關(guān)系見方向修正真值下表。

　　從真值表中可以清楚的看到當(dāng)三個傳感器輸出都為0時，也就是真值表中的“000”狀態(tài)時單片機控制機器人順時針方向旋轉(zhuǎn)以尋找紅外線發(fā)射源；當(dāng)輸入為“001”狀態(tài)時單片機控制機器人向右前進(jìn)；當(dāng)輸入為“110”狀態(tài)時單片機控制機器人向左前進(jìn)；當(dāng)輸入為“111”狀態(tài)時單片機控制機器人向正前方前進(jìn)；當(dāng)輸入為“101”狀態(tài)時，代表機器人正前方的傳感器被障礙物阻擋，單片機控制機器人向左方向旋轉(zhuǎn)以避開障礙物，也意味著當(dāng)有障礙物阻擋機器人前進(jìn)時機器人可以自動繞開障礙物并重新尋找紅外線發(fā)射源。