主板故障檢測.ppt

1、2020年12月14日星期一10時19分25秒,1,第五章 主板的故障檢測,第一節(jié) 主板的基本工作原理 第二節(jié) 主板的故障檢測及常見故障處理,2020年12月14日星期一10時19分25秒,2,第一節(jié) 主板的基本工作原理,5.1.1 主板的模塊結(jié)構(gòu)功能 主板主要由CPU芯片組(Chipset)、高速緩存(Cache)、系統(tǒng)總線槽、RAM(內(nèi)存)、系統(tǒng)BIOS(基本輸入輸出管理系統(tǒng))及輸入輸出設備接口等組成。主板的主要功能是支撐和協(xié)調(diào)主板上的各個功能部件運行工作，為它們提供信息通路和數(shù)據(jù)通道。計算機的主要電路和核心部 件都集成在主板上。如圖5-1所示,2020年12月14日星期一10時19分25

2、秒,3,第一節(jié) 主板的基本工作原理,2020年12月14日星期一10時19分25秒,4,第一節(jié) 主板的基本工作原理,按其電路功能分為以下幾大模塊。 1CPU模塊 CPU模塊包括CPU芯片、CPU插座和風扇。CPU的類型不同，CPU的插座也不一樣。 2內(nèi)存模塊 內(nèi)存模塊包括內(nèi)存插槽和內(nèi)存條。 內(nèi)存插槽是連接和放置內(nèi)存條的地方，它決定著所安裝的內(nèi)存條類型，目前的形式有168線槽(DIMM槽)和184線槽(RIMM槽)。 3芯片組(Chipset) 芯片組稱為控制芯片組(Chipset)，由一片或多片超大規(guī)模集成電路芯片構(gòu)成。主要包括以下功能電路。 1）總線控制器 其主要功能是執(zhí)行CPU的命令，根據(jù)

3、CPU的狀態(tài)信號譯碼出各種控制命令，并代替CPU去下達命令，送往各功能電路 2）計時/計數(shù)器 計時/計數(shù)器是計算機電路中的輔助時鐘發(fā)生器，用硬件電路實現(xiàn)分頻并產(chǎn)生其他時鐘脈沖，供給除CPU以外的其他電路使用，它產(chǎn)生的時鐘主要有三種用途：一是系統(tǒng)時鐘計時(System Timer CLK)，作為系統(tǒng)計時及時間的處理；二是內(nèi)存刷新時鐘(DRAM Refresh CLK)，對DRAM進行數(shù)據(jù)刷新；三是喇叭聲音時鐘(SPEAK CLK)，產(chǎn)生各種聲頻的時鐘，用來控制揚聲器發(fā)聲,2020年12月14日星期一10時19分25秒,5,第一節(jié) 主板的基本工作原理,3）中斷控制器 控制各種硬件向CPU申請中斷的

4、優(yōu)先權(quán)。 4）DMA通道控制器 芯片組中含有DMA通道控制器，實現(xiàn)8條數(shù)據(jù)通道DQR0DQR7的控制和管理。目前用DMA通道與計算機直接進行數(shù)據(jù)交換的設備有軟盤、IDE接口的Ultra DMA硬盤、SCSI硬盤和光驅(qū)等外部設備。 5）實時計時器時鐘和CMOS RAM 實時計時器時鐘為系統(tǒng)提供日期和時間，當系統(tǒng)關(guān)機后，將日期和時間儲存在CMOS RAM中，由電池供電，并繼續(xù)走時。 目前隨著集成度的發(fā)展，芯片組大多被集成為北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片是主板上離CPU最近的一塊芯片，掌管著L2或L3 Cache、內(nèi)存接口、CPU接口、AGP高速圖形接口及ECC糾錯等。南橋芯片負責KBC(鍵盤控制器)

5、、RTC(實時時鐘控制器)、PCI、ISA、USB、Ultra DMA/33(66)EIDE數(shù)據(jù)傳輸方式和ACPI(高級能源管理)等。其中北橋芯片起著主導性的作用，也稱為主橋。 除了最通用的南北橋結(jié)構(gòu)外，芯片組還向更高級的加速集成架構(gòu)發(fā)展，如Intel的8xx系列芯片組，它將一些子系統(tǒng)如IDE接口、音效和USB直接接入主芯片。芯片組的類型將直接影響主板甚至整機的性能,2020年12月14日星期一10時19分25秒,6,第一節(jié) 主板的基本工作原理,4BIOS基本輸入輸出系統(tǒng) BIOS主要用于控制管理整個計算機系統(tǒng)的輸入輸出，BIOS被固化在ROM中，ROM是焊在或插在主板上的一個集成電路芯片，其

6、中保存有計算機系統(tǒng)最重要的基本輸入/輸出程序、系統(tǒng)設置程序、開機上電自檢程序。目前主板上的BIOS ROM芯片都是用Flash ROM，所以可以對它進行升級。 5總線擴展槽 可插放各種用途的功能板卡，如顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、視頻轉(zhuǎn)接卡等。根據(jù)不同的標準，擴展槽有：ISA、PCI 和AGP擴展槽總線。ISA又分為ISA和EISA；PCI分為PCI、PCI 2.1和PCI X；AGP分為AGP 1X、2X、4X和8X。這些擴展槽并行排列在主板上，ISA總線擴展槽為黑色；PCI總線擴展槽為白色，但比ISA總線擴展槽短些；AGP擴展槽是離CPU 插座最近的褐色插槽。 PCI擴展槽在主板上均有編號，靠近AG

7、P端口的PCI槽一般定為1號，然后依次向ISA槽方向分別編為2至5號。PCI槽編號在某些操作系統(tǒng)或應用軟件中可能用到。 6高速緩沖存儲器(Cache) 計算機系統(tǒng)為了提高數(shù)據(jù)的存取速度，486以上檔次的計算機普遍采用了在CPU與主存儲之間增設少量的高速度存儲器(Cache)，臨時存放CPU經(jīng)常要訪問的指令和數(shù)據(jù)，用來解決高速的CPU與低速主存儲器工作速度不匹配影響整個系統(tǒng)工作速度的矛盾。高速緩存可分為： (1)L1 CACHE(一級緩存)：建立在CPU內(nèi)部的高速緩存； (2)L2 CACHE(二級緩存)：建立在CPU內(nèi)部或主板上的高速緩存。 P4計算機甚至有L3 CACHE，一般是建立在主板上

8、,2020年12月14日星期一10時19分25秒,7,第一節(jié) 主板的基本工作原理,7外設接口 486以上計算機的主板上集成了軟硬盤控制器、串并行接口，有的甚至將網(wǎng)卡、顯卡、聲卡等都集成在主板上，即所謂的ALL IN ONE主板。目前主板都帶有： (1)兩個串行接口。用來連接鼠標或Modem等串行設備； (2)一個并行接口。用來連接打印機等并行設備； (3)兩個以上USB接口。用來連接USB設備； (4)兩個IDE接口。用來連接硬盤或光驅(qū)； (5)一個軟驅(qū)接口。用來連接軟盤驅(qū)動器； (6)兩個PS接口。用來連接鍵盤和鼠標； (7)三個模擬信號接口。用來連接話筒、揚聲器等； (8)一個游戲桿接口,

9、2020年12月14日星期一10時19分25秒,8,第一節(jié) 主板的基本工作原理,5.1.2 主板的總線結(jié)構(gòu)分析 主板上關(guān)鍵的技術(shù)是主板的總線技術(shù)。計算機的總線就是主板上傳輸信息的通道。CPU是計算機的大腦，總線就是計算機的中樞神經(jīng)。主板的總線按傳送的信息含義分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。CPU要發(fā)送或讀取任何一個信息都必須通過總線來完成,計算機所有功能部件都掛接在總線上。 1.總線結(jié)構(gòu)圖 主板總線結(jié)構(gòu)如圖5-2、圖5-3所示。 2總線的分級 一般總線可分為系統(tǒng)總線、局部總線和模塊內(nèi)部總線三級,2020年12月14日星期一10時19分25秒,9,第一節(jié) 主板的基本工作原理,1）系統(tǒng)總線 是一

10、個64位數(shù)據(jù)線和32位地址線的同步總線。此總線連接著CPU、Cache、主存DRAM及北橋芯片。AGP總線與PCI局部總線控制器通過芯片組與系統(tǒng)總線相連。 前端系統(tǒng)總線(Front Side Bus，簡稱FSB)是CPU和主板的北橋芯片或者MCH(內(nèi)存控制集線器)之間的數(shù)據(jù)通道，即CPU外部總線。前端總線頻率即是CPU的端口頻率，與內(nèi)存總線,頻率相同，但與主板主頻(CPU外頻)不同。 Intel的Quad Pumped(4倍并發(fā))總線，可以使系統(tǒng)總線在一個時鐘周期內(nèi)傳送4次數(shù)據(jù)。對于前端總線頻率為400MHz的P4處理器(外頻為100MHz)來說，Quad Pumped Bus可以在一個時鐘周

11、期內(nèi)，在總線上同時傳送四路64bit數(shù)據(jù)。 因此，其前端總線的實際數(shù)據(jù)傳輸性能相當于4條100MHz的前端總線之和。最快的P4平臺的FSB已經(jīng)達到了800MHz，但外頻是200MHz,2020年12月14日星期一10時19分25秒,10,第一節(jié) 主板的基本工作原理,2）局部總線 局部總線是一個32位(或64位)的同步總線。通過PCI局部總線控制器(南橋芯片的一部分)和北橋芯片與高速的系統(tǒng)總線相連，通過PCI-PCI橋和PCI-ISA橋芯片分別與高速的PCI卡和低速的ISA卡相接。 橋芯片在此起到了信號速度緩沖、電平轉(zhuǎn)換和控制協(xié)議的轉(zhuǎn)換作用。通過橋?qū)深惒煌目偩€聯(lián)接在一起。 3）模塊內(nèi)部總線

12、模塊內(nèi)部總線是各電路模塊內(nèi)的信號通道，如存儲器模塊內(nèi)的存儲器總線、I/O模塊內(nèi)的I/O總線等，接口總線也屬于模塊內(nèi)部總線。 3主板常用總線 總線是一組信號線，是在多于2個模塊(子系統(tǒng)或設備)間相互通訊的通路。主板上常用的總線類型有ISA、PCI、AGP和EISA。 1）ISA總線 ISA(即工業(yè)標準結(jié)構(gòu)總線)，也叫AT總線。數(shù)據(jù)寬度16位，工作頻率為8MHz，數(shù)據(jù)傳輸率為8MB/s?？梢耘c8位和16位外部設備相連接。 2）EISA總線 EISA總線是ISA的擴展，數(shù)據(jù)寬度32位，32位地址線，最大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)輸率為33MB/s，與ISA全兼容,2020年12月14日星期一10時19分25秒,11,第

13、一節(jié) 主板的基本工作原理,3）PCI總線 PCI總線即外圍部件互連總線。其總線數(shù)據(jù)寬度為32位或64位，工作頻率66MHz，最大傳輸率：在32位時為132MBs，64位時為528MBs。32位PCI總線采用124針連接器，64位PCI用188針連接器。支持即插即用(PnP)。所謂即插即用，是指當板卡插入系統(tǒng)時，系統(tǒng)會自動對板卡所需資源進行分配，如基地址、中斷號等，并自動尋找相應的驅(qū)動程序。 4）AGP總線 AGP即高速圖形接口。專用于連接主板上的控制芯片和AGP顯卡，在AGP顯卡上的顯示存儲器與主機主存之間建立直接的專用數(shù)據(jù)通道，讓主存中的影像和圖形數(shù)據(jù)直接傳送到顯卡而不需要經(jīng)過PCI總線。它

14、的傳輸速度為PCI的4倍。AGP又分為AGP 1X、2X、4X、8X四種,2020年12月14日星期一10時19分25秒,12,第一節(jié) 主板的基本工作原理,5.1.3 IO接口電路 1IO接口電路的功能和作用 通常接口有以下一些功能: (1)設置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯，以適應CPU 與外設之間的速度差異； (2)接口通常由一些寄存器或RAM 芯片組成，如果芯片容量足夠大，還可以實現(xiàn)批量數(shù)據(jù)的傳輸； (3)能夠進行信息格式的轉(zhuǎn)換，例如串行和并行的轉(zhuǎn)換； (4)能夠協(xié)調(diào)CPU 和外設在信息的類型和電平之間的差異，如電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動器、數(shù)/?；蚰?數(shù)轉(zhuǎn)換器等；協(xié)調(diào)時序差異；地址譯碼和設備選擇功能；設置中斷

15、和DMA 控制邏輯。 2IO接口的分類 I/O接口按功能分功能芯片、通用輸入輸出和專用外部設備接口三大類。 (1)功能芯片類。如芯片組、DMA通道控制器、中斷控制器等； (2)通用輸入輸出類。如計算機通用的串、并行接口等； (3)專用外部設備接口類。如軟、硬盤控制器、圖形控制器等,2020年12月14日星期一10時19分25秒,13,第二節(jié) 主板的故障檢測及故障處理,計算機主板故障可分為CPU及外圍電路故障和總線故障。主板總線發(fā)生的故障是一種非常嚴重的故障，一旦發(fā)生則會出現(xiàn)死機，且無任何提示信息。對于CPU、內(nèi)存及其外圍電路故障可通過替換法、總線檢測法和故障診斷卡來檢測。 一、憑經(jīng)驗判斷主板故

16、障部位 此方法對于主板的一般性故障判斷都適用。維修步驟如下： 1對主板進行目測 首先對有故障的主板進行目測。一般來說目測主要是檢查主板上的元器件及線路，觀察是否有虛連、燒斷、腐蝕等情況，如電阻、電容的引腳是否相互虛連、芯片的表面是否燒焦或者開裂，主板上的銅箔是否有燒斷的痕跡等。還要查看的就是，有沒有異物掉進主板的元器件之間。 2對主板進行電阻測量 目測以后，遇到有疑問的地方，可以借助萬用表測量主板電源對地的電阻值。檢測的目的是為了發(fā)現(xiàn)5V、12V、+3.3V與地及相互之間有無短路。用萬用表Rl電阻檔測量空主板+5V對地的電阻值是否為100左右，+3.3V對地的電阻值是否為40左右，+12V對地

17、的電阻值是否為600左右，-12V、-5V對地的電阻值是否為無窮大。如電阻偏小，則可能有漏電現(xiàn)象。如電阻很小，則可能有短路現(xiàn)象,2020年12月14日星期一10時19分25秒,14,第二節(jié) 主板的故障檢測及故障處理,3加電測試 加電測試之前先接好電源、主板、內(nèi)存條、CPU等；加電后首先檢查主板上是否有發(fā)燙的元器件。如果有溫度異常的元件，則關(guān)機后進行替換(一般來說，CPU的溫度相對高一些屬正常)，其余元件發(fā)燙，均屬于芯片內(nèi)部已嚴重短路，排除發(fā)燙的元器件時應及時更換。 4用替換法判斷故障部位 開機后如果顯示器黑屏，可通過聲響判斷大致的故障部位。然后，用替換法準確判斷部位。用完好的CPU、內(nèi)存、BI

18、OS、顯卡分別對懷疑有問題的部件進行替換，找到有故障的部件,2020年12月14日星期一10時19分25秒,15,第二節(jié) 主板的故障檢測及故障處理,二、計算機主板故障診斷卡使用 計算機主板故障診斷卡是在計算機不能引導操作系統(tǒng)、黑屏、喇叭不叫時，使用故障診斷卡能快速準確地查出有故障的元件。這種方法能有效地檢測出主板各功能部件的故障。 1主板故障診斷卡原理 BIOS在每次開機時，對系統(tǒng)的電路、存儲器、鍵盤、視頻部分、硬盤、軟驅(qū)等各個組件進行嚴格測試，并分析系統(tǒng)配置，對已配置的基本IO設置進行初始化，一切正常后，再引導操作系統(tǒng)。關(guān)鍵性部件發(fā)生故障時，強制機器轉(zhuǎn)入停機，則屏幕無任何反應。然而對非關(guān)鍵性

19、部件進行測試時，如有故障計算機仍繼續(xù)運行，同時顯示器顯示出錯信息。 無論是AWARD、AMI還是PHOENIX的，都有所謂的POST CODE，即開機自我偵測代碼，當BIOS要進行某項測試動作時，首先將該POST CODE寫入80h地址，如果測試順利完成，再寫入下一個POST CODE，因此，如果發(fā)生錯誤或死機，根據(jù)80H地址的POST CODE值，就可以了解問題出在什么地方。DEBUG 卡的作用就是讀取80H地址內(nèi)的POST CODE，并經(jīng)譯碼器譯碼，最后由數(shù)碼管顯示出來。通過它可以知道硬件檢測沒有通過的是內(nèi)存還是CPU，或者是其他硬件，方便直觀地解決棘手的主板問題,2020年12月14日星

20、期一10時19分25秒,16,第二節(jié) 主板的故障檢測及故障處理,2主板故障診斷卡的使用 使用時將故障診斷卡插在主板的擴展槽上，當開機運行時，在診斷卡上就有十六進制代碼顯示。如果代碼不停地變化，最后停在代碼FF上，證明主板無故障。如果代碼停在某一個數(shù)據(jù)上證明主板有故障，可根據(jù)代碼與故障元件對照表查找故障元件。操作步驟： (1)拔除主板上的各種板卡，將診斷卡插入ISA或PCI擴充槽內(nèi)。 (2)打開電源，檢查各發(fā)光二極管指示是否正常(其中BIOS信號燈可能暗或閃爍)，看故障診斷卡上的顯示，如果從00變到FF則主板沒有問題。 (3)如果開機時，數(shù)碼停在“00”或“FF”不動，則為主板或者CPU故障。再

21、用手摸CPU，如果CPU沒有任何熱量，則為主板故障。如果CPU有熱量，則用替換法，判斷是CPU還是主板故障。 (4)如果提示為“C6”，則為內(nèi)存故障。如為接觸不良的故障，可以把內(nèi)存從主板上取下來，用橡皮擦一擦，再插上去，即可使用。 (5)把各種板卡插上去，再用故障診斷卡試一試。如果數(shù)碼從“00”變到“FF”，則主機正常。 (6)如果檢測結(jié)果正常，但仍然不能引導操作系統(tǒng)，應是軟件或驅(qū)動器或磁盤控制器或DMA等電路故障,2020年12月14日星期一10時19分25秒,17,第二節(jié) 主板的故障檢測及故障處理,三、主板常見故障維修 1利用故障診斷卡維修主板 (1）“C1”內(nèi)存讀寫測試，如果內(nèi)存沒有插上

22、，或者頻率太高，會被BIOS認為沒有內(nèi)存條，那么POST就會停留在“C1”處。 (2)“17”表示顯卡沒有插好或者沒有顯卡?！?B”表示測試軟驅(qū)和軟盤控制器時有問題?！?E”表示測試硬盤和硬盤控制器時有問題。 (3)“FF”表示對所有配件的一切檢測都通過了。但如果一開機就顯示“FF”，這并不示系統(tǒng)正常，而是主板的BIOS出現(xiàn)了故障。導致的原因可能有：CPU沒插好，CPU核心電壓沒調(diào)好、CPU頻率過高、主板有問題等。 2怎樣檢查主板隨機性故障 主板上隨機性故障產(chǎn)生的原因很多，但歸納起來主要有以下幾種 (1)芯片或設備用的接插件接觸不良； (2)芯片之間的電平匹配及時序匹配不好； (3)時序控制電路偶爾發(fā)生對時序信號的漂移； (4)電路板布線不合理或其他原因致使主板芯片之間產(chǎn)生干擾或短路。 隨機性故障表現(xiàn)有顯示內(nèi)存錯、內(nèi)存校驗錯、鍵盤輸入死機，以及在讀寫軟盤、打印等操作時，不固定地發(fā)生隨機性故障。 當發(fā)生隨機性故障時，要首先判斷大致的故障所在，然后再從信號入手，進行檢修,2020年12月14日星期一10時19分25秒,18,第二節(jié) 主板的故障檢測及故障處理,四、主板故障處理 1）主板被燒壞 一般是由于帶電拔插系統(tǒng)中接插件，或電路中電源對地之間短路而引起，此時可采用靜態(tài)電阻測量法。若發(fā)現(xiàn)任意輸入/輸出腳與電源或地直接導通，均屬擊穿故障；若發(fā)現(xiàn)兩個類似的輸入腳或輸出腳的電阻