二氧化碳培养箱是医学实验室常规仪器设备，其主要功能是为细胞培养提供恒定的温度和CO2体积分数（通常是37 ℃和5% CO2），它的正常运行与否关系到细胞培养、医学实验的成败。
1 故障现象
一台日本三洋MCO-20AIC二氧化碳培养箱的CO2体积分数显示始终低于5%，机器报警代码为E1（气瓶为空）。
2 故障分析
在维修之前应将正在培养的细胞转移，以免造成细胞污染。首先，检查气瓶，发现气瓶气压正常；其次，检查进气管路，没有任何堵塞或漏气的情况，开机运行时进气控制阀有正常的开关动作声音，说明机器的气路正常。继而怀疑主控板或传感器出现故
障。按照先易后难的顺序，打开培养箱背板后，首先检查主控板上的3组电压，供单片机工作的5V电压正常，供二氧化碳传感器和运算放大器工作的-15V正常，而供电电路电压+15V测量为24.6V，明显不正常。检查+15V的供电电路，它是以三端稳压芯片TL431为核心的稳压电路（如图1所示），
图1 基于TL431 的精密稳压电图路
断电后对其进行测量，发现其1、3脚短路，从而直接输出了24.6V的输入电压，导致传感器和运算放大器工作不正常，CO2体积分数一直显示较低。正常情况下，TL431的3脚输出的是2.5v参考电压（Vref ），根据欧姆定律即可计算其正常输出电压。更换新的TL431 后，+15V供电电路恢复正常，但是系统故障现象发生了变化：超过5%设定值之后进气阀门无法关闭，导致CO2体积分数显示不断攀升。经过排查线路，发现驱动阀门的一个三极管基极电平一直较高，导致三极管一直处于导通状态，阀门因而无法恢复常闭状态。该三极管的控制信号来源于单片机的一个IO管脚，通过将该管脚飞线到地、强制拉低其电平到电源地，发现进气阀能够完好关闭，从而证实了单片机的控制管脚或控制逻辑出现故障。
3 解决方案
3.1 可选方案
（1）更换全新主板。按照一般维修经验和常识，低电压、低功耗的单片机系统总体故障率比较低，然而故障一旦发生，解决的难度是比较大的。主要原因是单片机内部嵌有测控程序，这个程序源代码是用户不可知的。厂家针对这样的故障，其解决方案就是
更换全新主板，而更换主板一方面价格较高，另一方面要从国外发货，供货周期长，影响工作。
（2）单片机二进制程序代码读写。现在市场上有较多类型的编程器，支持不同类型带有存储功能芯片的二进制读写，如可擦除可编程只读存储器、静态随机存取存储器、可编程逻辑器件、单片机等。在具有多台同类机型的前提下，工程师可以通过单片机芯
片的编程器，先将正常机器的单片机二进制程序代码读出，再写入新的芯片，从而替换坏的单片机，实现故障修复。然而该机使用的是一款较为生僻的日本东芝8bit单片机，国内市场上很难买到该芯片，也找不到支持该芯片的编程器，故而难以采用此法。
