项目5主板的故障检测.ppt

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1、2023年8月29日星期二11时29分55秒,1,项目5 主板的故障检测,任务1 了解主板的基本工作原理任务2 主板的故障检测及常见故障处理方法,2023年8月29日星期二11时29分55秒,2,任务1 了解主板的基本工作原理,5.1.1 主板的模块结构功能 主板主要由CPU芯片组(Chipset)、高速缓存(Cache)、系统总线槽、RAM(内存)、系统BIOS(基本输入输出管理系统)及输入输出设备接口等组成。主板的主要功能是支撑和协调主板上的各个功能部件运行工作，为它们提供信息通路和数据通道。计算机的主要电路和核心部件都集成在主板上。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,3,任务

2、1 了解主板的基本工作原理,2023年8月29日星期二11时29分55秒,4,任务1 了解主板的基本工作原理,按其电路功能分为以下几大模块。1CPU模块 CPU模块包括CPU芯片、CPU插座和风扇。CPU的类型不同，CPU的插座也不一样。2内存模块 内存模块包括内存插槽和内存条。内存插槽是连接和放置内存条的地方，它决定着所安装的内存条类型，目前的形式有168线槽(DIMM槽)和184线槽(RIMM槽)。3芯片组(Chipset)芯片组称为控制芯片组(Chipset)，由一片或多片超大规模集成电路芯片构成。主要包括以下功能电路。1）总线控制器 其主要功能是执行CPU的命令，根据CPU的状态信号译

3、码出各种控制命令，并代替CPU去下达命令，送往各功能电路,2023年8月29日星期二11时29分55秒,5,任务1 了解主板的基本工作原理,2）计时/计数器 计时/计数器是计算机电路中的辅助时钟发生器，用硬件电路实现分频并产生其他时钟脉冲，供给除CPU以外的其他电路使用，它产生的时钟主要有三种用途：一是系统时钟计时(System Timer CLK)，作为系统计时及时间的处理；二是内存刷新时钟(DRAM Refresh CLK)，对DRAM进行数据刷新；三是喇叭声音时钟(SPEAK CLK)，产生各种声频的时钟，用来控制扬声器发声。3）中断控制器 控制各种硬件向CPU申请中断的优先权。4）DM

4、A通道控制器 芯片组中含有DMA通道控制器，实现8条数据通道DQR0DQR7的控制和管理。目前用DMA通道与计算机直接进行数据交换的设备有软盘、IDE接口的Ultra DMA硬盘、SCSI硬盘和光驱等外部设备,2023年8月29日星期二11时29分55秒,6,任务1 了解主板的基本工作原理,5）实时计时器时钟和CMOS RAM 实时计时器时钟为系统提供日期和时间，当系统关机后，将日期和时间储存在CMOS RAM中，由电池供电，并继续走时。目前随着集成度的发展，芯片组大多被集成为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片是主板上离CPU最近的一块芯片，掌管着L2或L3 Cache、内存接口、CPU接口、AGP

5、高速图形接口及ECC纠错等。南桥芯片负责KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、PCI、ISA、USB、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥。除了最通用的南北桥结构外，芯片组还向更高级的加速集成架构发展，如Intel的8xx系列芯片组，它将一些子系统如IDE接口、音效和USB直接接入主芯片。芯片组的类型将直接影响主板甚至整机的性能。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,7,任务1 了解主板的基本工作原理,4BIOS基本输入输出系统 BIOS主要用于控制管理整个计算机系统的输入输出，BIOS被

6、固化在ROM中，ROM是焊在或插在主板上的一个集成电路芯片，其中保存有计算机系统最重要的基本输入/输出程序、系统设置程序、开机上电自检程序。目前主板上的BIOS ROM芯片都是用Flash ROM，所以可以对它进行升级。5总线扩展槽 可插放各种用途的功能板卡，如显卡、声卡、网卡、视频转接卡等。根据不同的标准，扩展槽有：ISA、PCI 和AGP扩展槽总线。ISA又分为ISA和EISA；PCI分为PCI、PCI 2.1、PCI X和PCI E；AGP分为AGP 1X、2X、4X和8X。这些扩展槽并行排列在主板上，ISA总线扩展槽为黑色；PCI总线扩展槽为白色，但比ISA总线扩展槽短些；AGP扩展槽

7、是离CPU 插座最近的褐色插槽。PCI Express是第三代I/O总线技术，有1X、4X、8X及16X。PCI扩展槽在主板上均有编号，靠近AGP端口的PCI槽一般定为1号，然后依次向ISA槽方向分别编为2至5号。PCI槽编号在某些操作系统或应用软件中可能用到。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,8,任务1 了解主板的基本工作原理,6外设接口 486以上计算机的主板上集成了软硬盘控制器、串并行接口，现在还将网卡、显卡、声卡等都集成在主板上，即所谓的ALL IN ONE主板。目前主板都带有：(1)一个串行接口。用来连接鼠标或Modem等串行设备；(2)一个并行接口。用来连接打印机等并

8、行设备；(3)两个以上USB接口。用来连接USB设备；(4)两个IDE接口。用来连接硬盘或光驱；或两个以上的SATA接口。(5)一个软驱接口。用来连接软盘驱动器；(6)两个PS接口。用来连接键盘和鼠标；(7)三个模拟信号接口。用来连接话筒、扬声器等；(8)一个游戏杆接口。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,9,任务1 了解主板的基本工作原理,5.1.2 主板的总线结构分析 主板上关键的技术是主板的总线技术。计算机的总线就是主板上传输信息的通道。CPU是计算机的大脑，总线就是计算机的中枢神经。主板的总线按传送的信息含义分为数据总线、地址总线和控制总线。CPU要发送或读取任何一个信息都

9、必须通过总线来完成，计算机所有功能部件都挂接在总线上。1.总线结构图 主板总线结构如图5-2、图5-3所示。2总线的分级 一般总线可分为系统总线、局部总线和模块内部总线,2023年8月29日星期二11时29分55秒,10,任务1 了解主板的基本工作原理,2023年8月29日星期二11时29分55秒,11,任务1 了解主板的基本工作原理,前端系统总线(Front Side Bus，简称FSB)是CPU和主板的北桥芯片或者MCH(内存控制集线器)之间的数据通道，即CPU外部总线。前端总线频率即是CPU的端口频率，与内存总线频率相同，但与主板主频(CPU外频)不同。,1）系统总线 是一个64位数据线

10、和32位地址线的同步总线。此总线连接着CPU、Cache、DRAM及北桥芯片。AGP总线与PCI局部总线控制器通过芯片组与系统总线相连。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,12,任务1 了解主板的基本工作原理,Intel的Quad Pumped(4倍并发)总线，可以使系统总线在一个时钟周期内传送4次数据。对于前端总线频率为400MHz的P4处理器(外频为100MHz)来说，Quad Pumped Bus可以在一个时钟周期内，在总线上同时传送四路64bit数据。因此，其前端总线的实际数据传输性能相当于4条100MHz的前端总线之和。最快的P4平台的FSB已经达到了1600MHz。2）

11、局部总线 局部总线是一个32位(或64位)的同步总线。通过PCI局部总线控制器(南桥芯片的一部分)和北桥芯片与高速的系统总线相连，通过PCI-PCI桥和PCI-ISA桥芯片分别与高速的PCI卡相接。桥芯片在此起到了信号速度缓冲、电平转换和控制协议的转换作用。通过桥将两类不同的总线联接在一起。3）模块内部总线 模块内部总线是各电路模块内的信号通道，如存储器模块内的存储器总线、I/O模块内的I/O总线等，接口总线也属于模块内部总线。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,13,任务1 了解主板的基本工作原理,3主板常用总线总线是一组信号线，是在多于2个模块(子系统或设备)间相互通讯的通路。

12、主板上常用的总线类型有ISA、PCI、AGP和EISA。1）ISA总线ISA(即工业标准结构总线)，也叫AT总线。数据宽度16位，工作频率为8MHz，数据传输率为8MB/s。可以与8位和16位外部设备相连接。2）EISA总线EISA总线是ISA的扩展，数据宽度32位，32位地址线，最大数据转输率为33MB/s，与ISA全兼容。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,14,任务1 了解主板的基本工作原理,3）PCI总线 PCI总线即外围部件互连总线。其总线数据宽度为32位或64位，工作频率66MHz，最大传输率：在32位时为132MBs，64位时为528MBs。32位PCI总线采用124

13、针连接器，64位PCI用188针连接器。支持即插即用(PnP)。所谓即插即用，是指当板卡插入系统时，系统会自动对板卡所需资源进行分配，如基地址、中断号等，并自动寻找相应的驱动程序。PCI Express是第三代I/O总线技术，有1X、4X、8X及16X。PCI Express接口支持热拔插。用于取代AGP接口的PCI Express接口位宽为16X，能够提供上行、下行24GB/s的带宽，远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,15,任务1 了解主板的基本工作原理,4）AGP总线 AGP即高速图形接口。专用于连接主板上的控制芯片和AGP显卡，在

14、AGP显卡上的显示存储器与主机主存之间建立直接的专用数据通道，让主存中的影像和图形数据直接传送到显卡而不需要经过PCI总线。它的传输速度为PCI的4倍。AGP又分为AGP 1X、2X、4X、8X四种。5.1.3 I/O接口电路 1I/O接口电路的功能和作用 通常接口有以下一些功能:(1)设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU 与外设之间的速度差异；(2)接口通常由一些寄存器或RAM 芯片组成，如果芯片容量足够大，还可以实现批量数据的传输；(3)能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换；(4)能够协调CPU 和外设在信息的类型和电平之间的差异，如电平转换驱动器、数/模或模/数转换器等；协调时

15、序差异；地址译码和设备选择功能；设置中断和DMA 控制逻辑。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,16,任务1 了解主板的基本工作原理,2I/O接口的分类 I/O接口按功能分功能芯片、通用输入输出和专用外部设备接口三大类。(1)功能芯片类。如芯片组、DMA通道控制器、中断控制器等；(2)通用输入输出类。如计算机通用的串、并行接口等；(3)专用外部设备接口类。如软、硬盘控制器、图形控制器等。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,17,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,计算机主板故障可分为CPU及外围电路故障和总线故障。主板总线发生的故障是一种非常严重的故障，一旦发生则会出

16、现死机，且无任何提示信息。对于CPU、内存及其外围电路故障可通过替换法、总线检测法和故障诊断卡来检测。一、凭经验判断主板故障部位 此方法对于主板的一般性故障判断都适用。维修步骤如下：1对主板进行目测 首先对有故障的主板进行目测。一般来说目测主要是检查主板上的元器件及线路，观察是否有虚连、烧断、腐蚀等情况，如电阻、电容的引脚是否相互虚连、芯片的表面是否烧焦或者开裂，主板上的铜箔是否有烧断的痕迹等。还要查看的就是，有没有异物掉进主板的元器件之间。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,18,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,2对主板进行电阻测量 目测以后，遇到有疑问的地方，可以借助万用

17、表测量主板电源对地的电阻值。检测的目的是为了发现5V、12V、+3.3V与地及相互之间有无短路。用万用表Rl电阻档测量空主板+5V对地的电阻值是否为100左右，+3.3V对地的电阻值是否为40左右，+12V对地的电阻值是否为600左右，-12V、-5V对地的电阻值是否为无穷大。如电阻偏小，则可能有漏电现象。如电阻很小，则可能有短路现象。3加电测试 加电测试之前先接好电源、主板、内存条、CPU等；加电后首先检查主板上是否有发烫的元器件。如果有温度异常的元件，则关机后进行替换(一般来说，CPU的温度相对高一些属正常)，其余元件发烫，均属于芯片内部已严重短路，排除发烫的元器件时应及时更换。4用替换法

18、判断故障部位 开机后如果显示器黑屏，可通过声响判断大致的故障部位。然后，用替换法准确判断部位。用完好的CPU、内存、BIOS、显卡分别对怀疑有问题的部件进行替换，找到有故障的部件。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,19,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,二、计算机主板故障诊断卡使用 计算机主板故障诊断卡是在计算机不能引导操作系统、黑屏、喇叭不叫时，使用故障诊断卡能快速准确地查出有故障的元件。这种方法能有效地检测出主板各功能部件的故障。1主板故障诊断卡原理 BIOS在每次开机时，对系统的电路、存储器、键盘、视频部分、硬盘、软驱等各个组件进行严格测试，并分析系统配置，对已配置的基

19、本IO设置进行初始化，一切正常后，再引导操作系统。关键性部件发生故障时，强制机器转入停机，则屏幕无任何反应。然而对非关键性部件进行测试时，如有故障计算机仍继续运行，同时显示器显示出错信息。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,20,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,无论是AWARD、AMI还是PHOENIX的，都有所谓的POST CODE，即开机自我侦测代码，当BIOS要进行某项测试动作时，首先将该POST CODE写入80h地址，如果测试顺利完成，再写入下一个POST CODE，因此，如果发生错误或死机，根据80H地址的POST CODE值，就可以了解问题出在什么地方。DEBU

20、G 卡的作用就是读取80H地址内的POST CODE，并经译码器译码，最后由数码管显示出来。通过它可以知道硬件检测没有通过的是内存还是CPU，或者是其他硬件，方便直观地解决棘手的主板问题。2主板故障诊断卡的使用 使用时将故障诊断卡插在主板的扩展槽上，当开机运行时，在诊断卡上就有十六进制代码显示。如果代码不停地变化，最后停在代码FF上，证明主板无故障。如果代码停在某一个数据上证明主板有故障，可根据代码与故障元件对照表查找故障元件。操作步骤：,2023年8月29日星期二11时29分55秒,21,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,(1)拔除主板上的各种板卡，将诊断卡插入ISA或PCI扩充槽内。(

21、2)打开电源，检查各发光二极管指示是否正常(其中BIOS信号灯可能暗或闪烁)，看故障诊断卡上的显示，如果从00变到FF则主板没有问题。(3)如果开机时，数码停在“00”或“FF”不动，则为主板或者CPU故障。再用手摸CPU，如果CPU没有任何热量，则为主板故障。如果CPU有热量，则用替换法，判断是CPU还是主板故障。(4)如果提示为“C6”，则为内存故障。如为接触不良的故障，可以把内存从主板上取下来，用橡皮擦一擦，再插上去，即可使用。(5)把各种板卡插上去，再用故障诊断卡试一试。如果数码从“00”变到“FF”，则主机正常。(6)如果检测结果正常，但仍然不能引导操作系统，应是软件或驱动器或磁盘控

22、制器或DMA等电路故障。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,22,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,三、主板常见故障维修 1利用故障诊断卡维修主板(1）“C1”内存读写测试，如果内存没有插上，或者频率太高，会被BIOS认为没有内存条，那么POST就会停留在“C1”处。(2)“17”表示显卡没有插好或者没有显卡。“2B”表示测试软驱和软盘控制器时有问题。“2E”表示测试硬盘和硬盘控制器时有问题。(3)“FF”表示对所有配件的一切检测都通过了。但如果一开机就显示“FF”，这并不示系统正常，而是主板的BIOS出现了故障。导致的原因可能有：CPU没插好，CPU核心电压没调好、CPU频率

23、过高、主板有问题等。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,23,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,2怎样检查主板随机性故障 主板上随机性故障产生的原因很多，但归纳起来主要有以下几种(1)芯片或设备用的接插件接触不良；(2)芯片之间的电平匹配及时序匹配不好；(3)时序控制电路偶尔发生对时序信号的漂移；(4)电路板布线不合理或其他原因致使主板芯片之间产生干扰或短路。随机性故障表现有显示内存错、内存校验错、键盘输入死机，以及在读写软盘、打印等操作时，不固定地发生随机性故障。当发生随机性故障时，要首先判断大致的故障所在，然后再从信号入手，进行检修。,2023年8月29日星期二11时29分

24、55秒,24,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,四、主板故障处理 1）主板被烧坏 一般是由于带电拔插系统中接插件，或电路中电源对地之间短路而引起，此时可采用静态电阻测量法。若发现任意输入/输出脚与电源或地直接导通，均属击穿故障；若发现两个类似的输入脚或输出脚的电阻值存在非常明显的差别，一般来说，也是故障。注意：对主板被烧坏故障维修时不可简单更换烧坏元件了事，而应检查与此相关的许多元件，直到短路故障消除及无故障元件时方可加电测试。2）系统配置参数不正确。此类故障一般可通过重新设置系统配置参数解决，但若配置参数不能设置或不能保存系统配置参数时，则应从电池、CMOS RAM芯片、CMOS RAM

25、供电电路及读写电路等方面入手查找故障原因。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,25,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,3）I/O接口故障处理 现在的ALLINONE主板同以往的主板相比，其集成化程度有很大的提高，这类主板上集成了软硬盘控制器和打印机接口，有的还将声卡和显卡也集成在主板上。这种主板在使用上省去了各种外设接口卡，简化了系统结构。但当主板上的外设接口发生故障时，就会影响到整个系统，从而影响计算机的正常使用。对于这类主板上的外设接口故障往往是采用“屏蔽”、“补卡”的方法处理。“屏蔽”就是将主板上发生故障的功能部分从主板中分离出来，“补卡”就是将屏蔽掉的功能通过在I/O槽

26、中增加相应的控制接口卡，来替代主板上失效的外设接口。具体做法：,2023年8月29日星期二11时29分55秒,26,任务2 主板的故障检测及故障处理方法,(1)在确定是主板上接口损坏的情况下，选择一块具有相同功能的接口卡。如打印接口或软硬盘接口损坏，可以选用一种多功能卡(AT卡)。(2)对主板上损坏的接口进行屏蔽设置，封锁CPU对故障接口的访问。选择内嵌，将屏蔽IO槽上所配置的接口控制功能；选择外接，将屏蔽对应的内嵌接口控制功能，系统只承认IO槽的接口控制器。(3)对多功能卡进行设置。由于AT卡的功能较多，其缺省设置是各功能都被系统承认的，因此在使用前要对照AT卡使用说明书，对不用的功能进行屏蔽，封锁CPU对该功能的访问，防止与主板上的已有的接口功能发生冲突，影响系统正常工作。,