ARM工控核心板在免疫荧光检测仪中的应用

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免疫荧光检测仪根据荧光免疫分析原理，通过快速定量检测CRP(全程C-反应蛋白)以确定抗原或抗体的性质指导临床用药，检测流程如图1所示。
　　图1 荧光检测流程

　　免疫荧光检测仪控制板功能需求：

　　中英文显示界面及触摸屏操作;

　　 RS-232接口，用于驱动微打、与单片机通讯;

　　以太网接口，与LIS(实验室信息管理系统)连接;

　　支持浮点运算，快速数据处理;

　　可靠电磁兼容设计，医疗器械认证。

　　1.1 免疫荧光检测仪控制板设计难点
　　1. 医疗器械认证失败，销售受阻
　　医疗检测器械为智能型电子设备，静电、电磁干扰直接影响检测的灵敏度与检测结果的准确性，造成医生误判，间接影响患者的人身安全。因此，医疗器械在上市前，要通过严格的电磁兼容测试。工程师在设计控制板之初，简单的理解只要做好屏蔽、良好接地就能通过电磁兼容设计，而在产品认证测试中，最基本的静电接触放电4KV便无法通过。
　　2. 触摸屏“飞点”严重，频繁操作失误
　　检测仪采用5.6寸四线电阻式触摸屏，在操作过程中“飞点”现象严重，导致频繁误操作并影响用户体验。通过触摸屏绘线，可发现明显的“毛刺”与“波浪”，如图2所示。

图2 触摸屏操作绘线
　　

　　3. 偶发性断电重启失败，造成设备无法正常使用
　　荧光检测仪关机采取直接断电方式，测试过程中发现在频繁的开关机操作中，设备偶尔出现无法启动的现象，分析发现，该现象为断电后操作系统文件系统丢失(原存储在flash中)。偶发性现象在早期所有测试样机中均不同程度复现，严重影响产品品质。
　　1.2 方案推荐
　　针对客户的功能需求与设计难点，ZLG致远电子推荐采用M3352工控核心板，协助客户快速完成产品开发，项目框图如图3所示。

　　图3 项目框图
　　1. 电磁兼容抗干扰设计
　　电磁兼容抗干扰设计包括接地、屏蔽、滤波、接口电路保护、PCB布局布线设计等多个方面，M3352核心板配套开源的评估底板通过了电磁兼容工业4级的测试。如空气放电±15KV测试，接触放电±8KV测试，雷击(浪涌)抗扰度2KV电容耦合与气体放电管耦合(1次/分钟)测试。
　　2. 触摸屏硬件滤波配合软件驱动去除“飞点”
　　四线电阻触摸屏接口电路如图4所示，为防止触摸屏受干扰而出现较大识别误差，加入了低通滤波电路;需注意电容 C78～C81选型，容值不能超过0.01μF，否则触摸屏反映迟钝或无法正常识别，建议取值1nF。