新編-第三章主板原理與結(jié)構(gòu)-精品課件

1、一、電阻基本概念 電阻器是電子設(shè)備中使用最多的基本元件之一。統(tǒng)計表明，電阻器在一般電子產(chǎn)品中要占到全部元件的50%左右。那么何為電阻呢？各種材料的物體對通過它的電流都呈現(xiàn)一定的阻礙作用，我們把這種阻礙電流的作用叫做電阻（物體阻礙電流通過的屬性，叫物體的電阻）。 在遠(yuǎn)距離傳輸電能的強(qiáng)電工程中，電阻是十分有害的，它消耗了大量的電能。但在許多情況下，它具有特殊作用。3.1.1 電阻（位）器 1.定義 具有一定阻值，一定幾何形狀，一定技術(shù)性能的在電路中起特定作用的元件，叫做電阻器（簡稱電阻）。 2.單位：電阻器的基本單位是歐姆（）。 在實(shí)際當(dāng)中，常常使用由導(dǎo)出的單位：千歐（k），兆歐（M），吉?dú)W（G）

2、，太歐（T），拍歐（P），艾歐（E）等。 進(jìn)率以k為界限，千以下（包含千）用小寫，以上用大寫。 4.符號 在畫電路圖時，電阻用符號“ ”表示，長是寬的3倍（至少2倍)。當(dāng)加上限定符號后，可表示不同特性的電阻，后面將分別介紹。 3.作用：在電子設(shè)備中，作負(fù)載、分流、限流、分壓、降壓、取樣等。 1.按結(jié)構(gòu)分：固定電阻器、可變電阻器、敏感電阻器。二、 電阻器的分類 2.按外形分：圓柱形、管形、方形、片狀、集成電阻。 3.按用途分：普通型、精密型、功率型、高壓型、高阻型、高頻型、保險型。 普通型（通用型）：適用于一般技術(shù)要求的電阻，功率為0. 05（1/20）W2W，阻值為122M，偏差為5%20%。

3、 精密型：功率小于2W，阻值0.0120M，偏差為2%0. 001%。 功率型：功率在2W200W之間，阻值0.151M，精度5%20%，多為線繞電阻，不宜在高頻電路中使用。 高壓型：適用于高壓裝置中，工作在1000V100KV之間，高的可達(dá)35GV，功率在0. 5100W之間，阻值可達(dá)1000 M。 高阻型：阻值在10 M以上，最高可達(dá)1014。 高頻型（無感型）：電阻自身電感量極小，又稱無感電阻，阻值小于1k，功率可達(dá)100W，可用于頻率在10MHz以上的電路。 集成電阻：這是一種電阻網(wǎng)絡(luò)，具有體積小，規(guī)整化，精密度高等特點(diǎn)，適用于電子儀器儀表及計算機(jī)產(chǎn)品中。 保險型：采用不燃性金屬膜制造

4、，具有電阻與保險絲的雙重作用，阻值范圍為0.3310K。當(dāng)實(shí)際功率為額定功率30倍時，7s斷，當(dāng)實(shí)際功率是額定功率12倍時，30120s斷。 4. 按材料分 合金型：用塊狀電阻合金拉制成合金線或碾成合金箔片，制成電阻。如線繞電阻，精密合金箔電阻等。 薄膜型：在玻璃或陶瓷基體上沉積一層電阻薄膜，膜的厚度一般在幾微米以下，薄膜材料有碳膜、金屬膜、化學(xué)沉積膜、金屬氧化膜等。 合成型：電阻體由導(dǎo)電顆粒（石墨、碳黑）和有機(jī)（無機(jī)）粘接劑混合而成，可以制成薄膜或?qū)嵭緝煞N類型。 表1.5列出了電阻器的型號和命名。第一部分：主稱第二部分：電阻體材料第三部分：類型第四部分：序號字母含義字母含義符號產(chǎn)品類型用數(shù)字

5、表示 R電阻器T碳膜0常用一位阿拉伯?dāng)?shù)字或無數(shù)字表示1普通型H合成膜2普通型S有機(jī)實(shí)芯3超高頻4高阻N無機(jī)實(shí)芯5高阻J金屬膜67精密型Y金屬氧化膜8高壓型C化學(xué)沉積膜9特殊型G高功率I玻璃釉膜W微調(diào)T可調(diào)X線繞D多圈表1.5 電阻器型號與命名2. 常用電阻器 金屬膜電阻碳膜電阻 水泥電阻碳膜電阻3.1.3 電位器簡介 1. 構(gòu)造：電位器是一種阻值可調(diào)的電阻器，它是可變電阻器演變而來的，一般均由電阻體、滑動臂、轉(zhuǎn)柄（滑柄）、外殼及焊片構(gòu)成，如圖所示。焊片A、B與電阻體兩端相連，其阻值為電位器的最大阻值，是一個固定值。馬蹄形電阻片碳膜滑動臂涂銀焊片ABC涂銀電位器構(gòu)造 除普通電位器外，還有帶開關(guān)的

6、電位器，開關(guān)由轉(zhuǎn)柄控制。 習(xí)慣上，一般將帶柄、有外殼的可調(diào)電阻叫電位器，不帶柄的或無外殼的叫微調(diào)電阻，又叫預(yù)調(diào)電阻?；瑒佑|頭電位器微調(diào)電位器帶開關(guān)電位器2. 符號：3. 作用AABUBAUCAC四端元件BAC兩端元件（1）作分壓器時接法：（2）作變阻器時接法：單聯(lián)電位器雙聯(lián)電位器多聯(lián)電位器主要電位器3.1.4 電容器 電容器在電子儀器中也是一種必不可少的基本元件。 1. 構(gòu)造 它的基本構(gòu)造是由兩個相互靠近的金屬電極板，中間夾一層電介質(zhì)構(gòu)成的。 在兩個極板上加上電壓，電極板上就可以儲存電荷。兩極板所儲存的電荷數(shù)量相同，極性相反。儲存的電荷還可以通過外電路向外釋放，即電容器是充、放電荷的電子元件。

7、而電容量的大小，取決于電容器的極板面積，極板間距及電介質(zhì)常數(shù)：C=一、 電容器的基本概念 電容器儲存電荷量的多少，取決于電容器兩端所加電壓。儲電量在數(shù)值上等于加在導(dǎo)電極板上的電壓與電容的乘積。即：Q = CU Q：一個極板上的電荷，單位為庫侖（C）。 U：兩極板間的電位差，單位為伏特（V）。 C：電容量，單位法拉（F）。 S：極板面積，單位為平方米（m2）。 d：兩極板間距，單位為米（m）。 ：電介質(zhì)常數(shù)，單位為法/米（F/m）。 1F = 106 F = 109 nF=1012 pF 由上式看出，當(dāng)電容器電容量一定時，兩極板所加電壓越高，儲存的電荷越多。2. 電容器的主要作用儲存電荷隔直耦合

8、交流信號。 （1）并聯(lián)于電源兩端用作濾波。 （2）并聯(lián)于電阻兩端旁路交流信號。 （3）串聯(lián)于電路中，隔斷直流通路，耦合交流信號。 （4）與其它元件配合，組成諧振回路，產(chǎn)生鋸齒波、定時等。 在交流電路中，電容器的容抗為：XC = f：交流信號頻率，單位Hz。 C：電容量，單位F。 Xc：容抗，單位歐姆。3. 符號 一般電容器+極性電容器可變電容器同軸雙聯(lián)電容器微調(diào)電容器二、 電容器的分類及型號 1. 分類： 電容器種類繁多，有按介質(zhì)分的，也有按容量是否可變分的。 （1）按介質(zhì)材料分類 a. 有機(jī)介質(zhì)：復(fù)合介質(zhì)、紙介質(zhì)、塑料介質(zhì)（滌綸、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯）、薄膜復(fù)合。 b. 無

9、機(jī)介質(zhì)：云母電容、玻璃釉電容（圓片狀、管狀、矩形、片狀電容、穿心電容）、陶瓷（獨(dú)石）電容。 c. 氣體介質(zhì)：空氣電容、真空電容、充氣電容。 d. 電解質(zhì)：普通鋁電解、鉭電解、鈮電解。 （2）按容量是否可調(diào)分類 a. 固定電容器 b. 可變電容器（空氣介質(zhì)、塑膜介質(zhì)） c. 微調(diào)電容器（陶瓷介質(zhì)、空氣介質(zhì)、塑膜介質(zhì)）2. 型號命名及標(biāo)注方法： 1.普通圓形7. 無極性 用字母表示介質(zhì)材料 A. 鉭電解B.聚苯乙烯C.高頻陶瓷D.鋁電解E.其它材料電解等用數(shù)字表示產(chǎn)品的序號用數(shù)字或字母表示外形結(jié)構(gòu)特征主稱，用C表電容 第二部分字母含義： A：鉭電解。 B（BB/BF）：聚苯乙烯等非極性薄膜（常在B

10、后再加一字母區(qū)分具體材料）。 C：高頻陶瓷。D：鋁電解（普通電解）。 E：其它材料電解。G：合金電解。 H：紙膜復(fù)合。 I：玻璃釉。 J：金屬化紙介。 L（L、S等）：聚酯類有機(jī)薄膜（常在L后再加一字母區(qū)分具體材料）。 N：鈮電解。O：玻璃膜。Q：漆膜。 S：聚碳酸酯。T：低頻陶瓷。V、X：云母紙。 Y：云母。Z：紙介。第一部分字母含義：主稱C第三部分?jǐn)?shù)字（字母）含義：數(shù)字或字母瓷介電容云母電容有機(jī)電容電解電容1圓形非密封非密封箔式2管形非密封非密封箔式3疊形密封密封燒結(jié)粉，非固體4獨(dú)石密封密封燒結(jié)粉，固體5穿心穿心6支柱形等7無極性8高壓高壓高壓9特殊特殊G高功率T疊片式W微調(diào)電容四、常用的

11、電容器3.1.5 電感器一、概述1.結(jié)構(gòu) 電感器是用導(dǎo)線在絕緣骨架上單層或多層繞制而成的，又叫電感線圈。也是常用的無線電元件之一。 由電磁學(xué)原理可知，任何通過電路的電流周圍都有磁場存在，且當(dāng)電路中的電流發(fā)生變化時，電路周圍的磁場也隨之變化，而磁場的變化又會在導(dǎo)體內(nèi)引起感應(yīng)電動勢。這種由于自身電流變化，引起磁場變化，又使自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，叫自感應(yīng)。其大小用自感系數(shù)表示：L = ：自感磁通量，單位為Wb（Vs）；I：流過導(dǎo)體的電流，單位為A；L：自感系數(shù)，單位為H（s）。 H的單位較大，實(shí)用中常用mH、H。 1H =103 mH = 106H。 另外，當(dāng)1個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的通

12、過鄰近線圈回路的磁通量也發(fā)生變化，從而在鄰近線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫互感應(yīng)現(xiàn)象。 互感應(yīng)的大小常用互感系數(shù)來表示。在兩個有磁交鏈的線圈中，互感磁通量與產(chǎn)生此磁鏈的電流的比值，即為互感系數(shù)，簡稱互感，用M表示：M = = 12：線圈L1通電流時，在L2中穿過的磁通量，單位：韋伯（Wb）；21：線圈L2通電流時，在L1中穿過的磁通量；I1、I2：分別為流過L1、L2的電流；M：互感系數(shù)，單位為H（亨利）。 在電子元件中，電感通常分為兩類，一類是應(yīng)用自感作用的線圈，另一類是應(yīng)用互感作用的變壓器，我們將分別予以介紹。 電感線圈具有阻礙交流通過的特性，產(chǎn)生的感抗為： XL =L =2f L XL

13、：感抗，單位。 f：交流信號頻率，單位Hz。 L：自感系數(shù)，單位H。 在純電感電路在中，電流相位滯后電壓900。 2. 作用 （1）作為線圈：主要作用是濾波、聚焦、偏轉(zhuǎn)、延遲、補(bǔ)償、與電容配合用于調(diào)諧、陷波、選頻、震蕩。 （2）作為變壓器：主要用于偶合信號、變壓、阻抗匹配等。電感并聯(lián)時，其總電感為： L = 電感串聯(lián)時，其總電感為：L = L1+ L2 +Ln 3. 符號電感器 帶鐵（磁）芯電感器 非鐵磁芯電感器 可調(diào)電感器 帶抽頭電感器 磁芯微調(diào)電感器 鐵芯變壓器 繞組間有屏蔽的變壓器 帶屏蔽變壓器二、電感器的分類、型號命名1. 分類： （1）按功能分：振蕩線圈、扼流圈、耦合線圈、校正線圈和

14、偏轉(zhuǎn)線圈。 （2）按是否可調(diào)分：固定電感、可調(diào)電感和微調(diào)電感。 （3）按結(jié)構(gòu)分：空心線圈、磁芯線圈和鐵芯線圈 （4）按形狀分：線繞電感（單層線圈、多層線圈及蜂房線圈）、平面電感（印制板電感、片狀電感）。 誤差 標(biāo)稱電感量 電流組別 區(qū)別代號 型式 特性主稱 （用L表示線圈、LZ表示阻流圈）2. 型號與命名 特性：一般用G表高頻，低頻一般不標(biāo)。 型式：用字母或數(shù)字表示。X小型；1軸向引線（臥式）；2同向引線（立式）。 區(qū)別代號：用字母表示，一般不標(biāo)。 電流組別：用字母表示，A（50mA）、B（150mA）、C（300mA）、D （700mA）、E（1600mA）。 標(biāo)稱電感量：符合E系列，直接用

15、文字標(biāo)注或數(shù)碼標(biāo)出（用數(shù)碼時單位為H）。 誤差：用字母表示。 如：LG1B47H 10%；高頻臥式電感，額定電流150mA，47H，誤差10%。 以下我們通過介紹一些常見的電感來了解電感器的一些特性及其的識別。 五、幾種常用的電感器 色環(huán)電感(色碼電感)：是指在電感器表面涂上不同的色環(huán)來代表電感量(與電阻器類似)的電感。通常用四色環(huán)表示，緊靠電感體一端的色環(huán)為第一環(huán)，露著電感體本色較多的另一端為末環(huán)。其第一色環(huán)是十位數(shù)，第二色環(huán)為個位數(shù)，第三色環(huán)為應(yīng)乘的倍數(shù)(單位為mH)，第四色環(huán)為誤差率，各種顏色所代表的數(shù)值如第一部分所講。 例如：色環(huán)顏色分別為棕、黑、金、金的電感器的電感量為1mH，誤差為

16、5。1. 常用的電感器色環(huán)電感色環(huán)電感基本構(gòu)造導(dǎo)磁體性質(zhì)：鐵氧體磁芯繞線形式：單層密繞式 電感量：10,33,47,100. 應(yīng)用范圍：濾波 種類：電感線圈 封裝形式：色環(huán)電感 色環(huán)電感特征1.色環(huán)電感結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，成本低廉，適合自動化生產(chǎn)。2.特殊鐵芯材質(zhì)，高Q值及自共振頻率。3.外層用環(huán)氧樹脂處理，可靠度高。4.電感范圍大，可自動插件。 扼流線圈：又稱為扼流圈、阻流線圈、差模電感器，是用來限制交流電通過的線圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。采用開磁路構(gòu)造設(shè)計，有結(jié)構(gòu)性佳、體積小、高Q值、低成本等特點(diǎn)，適用于筆記型電腦、噴墨印表機(jī)、影印機(jī)、顯示監(jiān)視器、手機(jī)、寬頻數(shù)據(jù)機(jī)、游戲機(jī)、彩色電視、錄放影機(jī)、攝

17、影機(jī)、微波爐、照明設(shè)備、汽車電子產(chǎn)品等。2. 常用的電感器扼流線圈扼流線圈的作用 利用線圈電抗與頻率成正比的關(guān)系，可扼制高頻交流電流，讓低頻和直流通過。根據(jù)頻率高低，采用空氣芯、鐵氧體芯、硅鋼片芯等。用于整流時稱“濾波扼流圈”；用于扼制聲頻電流時稱“聲頻扼流圈”；用于扼制高頻電流時稱“高頻扼流圈”。用于“通直流、阻交流”的電感線圈叫做低頻扼流圈，用于“通低頻、阻高頻”的電感線圈叫做高頻扼流圈。 貼片電感：又稱為功率電感,大電流電感、表面貼裝高功率電感。具有小型化，高品質(zhì)，高能量儲存和低電阻之特性。 主要應(yīng)用在電腦顯示板卡，筆記本電腦，脈沖記憶程序設(shè)計?？商峁┚磔S包裝，適用于表面自動貼裝。卷軸包

18、裝3. 常用的電感器貼片電感貼片電感具有以下特點(diǎn):1、平底表面適合表面貼裝。2、優(yōu)異的端面強(qiáng)度良好之焊錫性。3、具有較高Q值，低阻抗之特點(diǎn)。4、低漏磁，低直電阻，耐大電流之特點(diǎn)。5、可提供編帶包裝，便于自動化裝配。CDD型貼片功率電感 共模電感：也叫共模扼流圈，是在一個閉合磁環(huán)上對稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。信號電流或電源電流在兩個繞組中流過時方向相反，產(chǎn)生的磁通量相互抵消，扼流圈呈現(xiàn)低阻抗。共模噪聲電流（包括地環(huán)路引起的騷擾電流，也處稱作縱向電流）流經(jīng)兩個繞組時方向相同，產(chǎn)生的磁通量同向相加，扼流圈呈現(xiàn)高阻抗，從而起到抑制共模噪聲的作用。4. 常用的電感器共模電感七、變壓器簡介 變壓器是

19、利用互感現(xiàn)象的電感器，在電路中起電壓變換和阻抗變換的作用。一、 分類與型號命名 1. 分類： （1）按用途分：電源變壓器、隔離變壓器、調(diào)壓器、輸入/輸出變壓器（音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器）、脈沖變壓器。 （2）按導(dǎo)磁材料分：硅鋼片變壓器、低頻磁芯變壓器、高頻磁芯變壓器。 （3）按鐵芯形狀分：E型變壓器、C型變壓器型、R變壓器、O型變壓器。 2. 型號命名 （1）中頻變壓器 由于生產(chǎn)廠家不同，標(biāo)志方法也不相同，下邊以國產(chǎn)常見型號為例： 用數(shù)字表示位置 用數(shù)字表示外形尺寸 分類 材料主稱 二、 變壓器主要特征參數(shù) 1. 變壓比（或變阻比） 變壓比是變壓器初級電壓（阻抗）與次級電壓（阻抗）的

20、比值，通常直接標(biāo)出。如：220V/10V，變阻比則以比值表示如3：1表示初、次級阻抗比為3：1，其變換關(guān)系為： 2. 額定功率 額定功率是變壓器在指定頻率和電壓下能長期連續(xù)工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率，一般用伏安、瓦或千瓦表示。 二極管的應(yīng)用 二極管的應(yīng)用 鉗位 削波 隔離 整流 限幅 特殊二極管常見二極管穩(wěn)壓二極管整流二極管發(fā)光二極管（LED）三極管作用三極管的主要作用是電流放大，以共發(fā)射極接法為例（信號從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極接地），當(dāng)基極電壓UB有一個微小的變化時，基極電流IB也會隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會有一個很大的變化，基極電流IB越大，集電

21、極電流IC也越大，反之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多，這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數(shù)（=IC/IB, 表示變化量。），三極管的放大倍數(shù)一般在幾十到幾百倍。 三極管作用電路半導(dǎo)體三極管常用三極管本章要點(diǎn) 主板的組成、分類以及選購 主板的芯片組 主板和主板驅(qū)動程序的安裝 主板的常見故障分析和處理3.1 主板的簡介3.2 主板的主要組成3.3 主板的分類3.4 主流主板芯片組簡介3.5 主板的選購3.6 主板的新技術(shù)介紹3.6.1 PCI Express(PCI-E)總線3.6.

22、2 新主機(jī)箱規(guī)范 -BTX3.7 主板常見故障分析與處理3.2.1 PCB基板3.2.2 CPU插座3.2.3 主板芯片組3.2.4 總線擴(kuò)展槽3.2.5 AGP接口插槽3.2.6 內(nèi)存插槽3.2.7 BIOS單元3.2.8 供電單元3.8 實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)3.8.1 實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)1-主板的安裝和機(jī)箱內(nèi)部連接3.8.2 實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)2-安裝主板驅(qū)動程序3.8.3 實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)3-網(wǎng)上查詢3.9 本章小結(jié)3.10 習(xí)題3.11 習(xí)題參考答案3.1 主板的簡介主板，又叫母板(Motherboard)或主機(jī)板，是微機(jī)中最基本最重要的部件之一，是電腦內(nèi)部各種配件的載體，各種配件通過主板聯(lián)系在一起，配件之間的數(shù)據(jù)傳

23、輸，都是通過主板來實(shí)現(xiàn)的。主板性能的好壞，將直接影響整個系統(tǒng)的運(yùn)作情況。每一種新型CPU的出現(xiàn)，都會推出與之配套的主板控制芯片組，否則新型CPU的性能就無法或正常發(fā)揮出來。3.2 主板的主要組成主板雖然檔次和品牌很多，但是其組成和技術(shù)基本一致，除CPU接口和芯片組不同外，其組成結(jié)構(gòu)幾乎相同。下面我們以ATX主板為例，如圖3-1所示，看一看主板上的主要組成部件及其功能。圖3-2 主板CPU插槽內(nèi)存插槽AGP插槽PCI插槽北橋芯片CMOS電池IDE插槽外圍接口ATX電源接口南橋芯片BIOS芯片軟驅(qū)插槽PCB基板圖3-1 ATX主板主板的結(jié)構(gòu)北橋南橋 PCI express插槽233.2.1 PCB

24、基板PCB（Printed Circuit Board：印刷電路板）由多層構(gòu)成，在每一層PCB板上都密布有信號走線。在系統(tǒng)運(yùn)行的時候，信號線間難免會出現(xiàn)電磁干擾現(xiàn)象，最終導(dǎo)致信號不穩(wěn)定和系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，一般除了對走線的布局及間距進(jìn)行改進(jìn)外，好的主板多采用6層及其6層以上的PCB板結(jié)構(gòu)，并在中間加入了屏蔽層來避免各層間的信號干擾現(xiàn)象，以達(dá)到運(yùn)行穩(wěn)定性的要求。3.2.2 CPU插槽目前，主流CPU的插槽多采用ZIF（Zero Insert Force）標(biāo)準(zhǔn)，常見的CPU插槽類型有Socket 478、Socket 754 、Socket 939 、LGA 775和Socket AM2等，現(xiàn)在

25、市場上主流CPU的插槽為Socket AM2插槽和LGA 775插槽。AMD的Socket AM2插槽采用全新設(shè)計，有940根針腳，如圖3-2所示。這種類型的微處理器內(nèi)建DDR2內(nèi)存控制器，可以支持最高DDR2 800MHz的內(nèi)存。圖3-2 Socket AM2 CPU插槽Intel的LGA 775插槽如圖3-3所示，它與Socket接口不同，LGA 775接口的CPU底部沒有傳統(tǒng)的針腳，而是775個觸點(diǎn)，通過與對應(yīng)的LGA 775插槽內(nèi)的775根觸針接觸來傳輸信號。LGA 775接口不僅能夠提升處理器的信號強(qiáng)度和處理器頻率，同時也可以降低生產(chǎn)成本。目前，LGA 775插槽已經(jīng)成為Intel桌

26、面CPU的標(biāo)準(zhǔn)接口。 圖3-3 LGA775 CPU插槽在CPU插座內(nèi)一般都有一個溫度探頭，用來探測CPU的溫度，并將測得的溫度在主板BIOS中顯示出來。 3.2.3 主板芯片組 芯片組(Chipset)是主板的靈魂和中樞，它不僅負(fù)責(zé)主板上各種總線之間數(shù)據(jù)和指令的傳輸，而且還承擔(dān)著硬件資源的分配與協(xié)調(diào)任務(wù)。按照芯片組在主板上位置的不同，通?？煞譃楸睒蛐酒湍蠘蛐酒？拷麮PU的那塊芯片稱為北橋芯片，它主要負(fù)責(zé)CPU、內(nèi)存和顯示卡之間的數(shù)據(jù)、指令的交換、控制和傳輸任務(wù)。南橋芯片負(fù)責(zé)外部存儲器（硬盤和光驅(qū)）以及其他硬件資源（USB、PCI和ISA等設(shè)備）的控制、調(diào)配及傳輸任務(wù)。隨著主板集成技術(shù)的提

27、高，許多主板芯片組已經(jīng)開始用一塊單一芯片來代替南橋芯片和北橋芯片。主板芯片組也逐漸開始集成顯卡、聲卡、調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)卡等部件。目前，主流芯片組生產(chǎn)廠家有Intel(英特爾公司)、VIA(威盛電子（中國）有限公司)、SiS(矽統(tǒng)科技股份有限公司)、ALI(揚(yáng)智科技股份有限公司)、AMD(超微半導(dǎo)體（中國）有限公司)、nVIDIA(英偉達(dá)公司)和ATI(冶天：已經(jīng)被AMD兼并)等，其中以Intel、nVIDIA、VIA和AMD最為常見，如圖3-4所示。圖3-4 主板芯片組3.2.4 總線擴(kuò)展槽總線擴(kuò)展槽是用于擴(kuò)展微機(jī)功能的插槽，它是總線的延伸，可以用來插接各種板卡，如顯卡、聲卡、網(wǎng)卡和視頻采集卡等

28、。目前使用的總線擴(kuò)展槽主要有PCI插槽和PCI-E插槽。PCI插槽用于插接PCI總線的板卡，一般為乳白色，如圖3-5所示。根據(jù)主板的不同，一般有35個PCI插槽。PCI-E插槽大大提高了微機(jī)圖形接口的吞吐能力，目前多用于插接顯卡，PCI-E插槽將會成為今后一段時間內(nèi)的主流擴(kuò)展插槽。圖3-5 PCI插槽和PCI-E插槽PCI-E插槽PCI插槽3.2.5 AGP接口插槽加速圖形端口（Accelerated Graphics Port，AGP）插槽是Intel為配合Pentium 處理器的開發(fā)而提出的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，用于解決3D圖形處理能力不足的問題。AGP不是一種總線結(jié)構(gòu)，它是點(diǎn)對點(diǎn)的連接，即連接控制芯

29、片和AGP顯卡。AGP在內(nèi)存與顯卡之間提供了一條直接通道，使得3D圖形數(shù)據(jù)越過PCI總線，直接送入顯示子系統(tǒng)，這樣就能突破由于PCI總線形成的系統(tǒng)瓶頸，從而達(dá)到高性能3D圖形的描繪功能。AGP標(biāo)準(zhǔn)可以讓顯卡通過AGP接口調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)存做顯存，這是一種解決顯卡板載顯示內(nèi)存不足的廉價解決方案。3.2.6 內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽是用來安裝內(nèi)存條的，目前應(yīng)用比較多的是DDR和DDR 插槽，其中DDR插槽有184個觸點(diǎn)，而DDR 插槽有240個觸點(diǎn)。隨著CPU和主板技術(shù)的更新，DDR 內(nèi)存已經(jīng)變成主流配置。圖3-6 雙通道內(nèi)存插槽DDR內(nèi)存插槽DDR 內(nèi)存插槽對于支持雙通道內(nèi)存的主板，4條內(nèi)存插槽分別用兩種不同

30、的顏色來區(qū)分，如圖3-6所示，要實(shí)現(xiàn)雙通道必須成對配置內(nèi)存。用不同顏色區(qū)分就可以方便用戶配置雙通道，只需將兩條完全一樣的內(nèi)存條插入同一顏色的內(nèi)存插槽中即可。3.2.7 BIOS單元BIOS（Basic Input Output System，基本輸入輸出系統(tǒng)），全稱是ROM-BIOS，即只讀存儲器基本輸入輸出系統(tǒng)。BIOS程序是微機(jī)中最基礎(chǔ)、最重要的程序，它為計算機(jī)提供最底層、最直接的硬件控制。這段程序固化在計算機(jī)主板上的一個ROM芯片中。BIOS程序包括：基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機(jī)上電自檢程序和系統(tǒng)啟動自舉程序。它是連接軟件與硬件設(shè)備的接口程序，負(fù)責(zé)解決硬件的即時要求，并按軟件對

31、硬件的操作要求具體執(zhí)行。簡單的說，它是連接計算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)的橋梁。微機(jī)接通電源后，BIOS最先被啟動，然后它會對電腦的硬件設(shè)備進(jìn)行完全徹底的檢驗(yàn)和測試。如果發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重故障就停機(jī)，不給出任何提示或信號；如果是非嚴(yán)重故障則給出屏幕提示或聲音報警信號，等待用戶處理；如果未發(fā)現(xiàn)問題，則將硬件設(shè)置為備用狀態(tài)。在完成自檢后，ROM-BIOS將按照系統(tǒng)CMOS設(shè)置中的啟動順序搜尋軟硬盤驅(qū)動器及CD-ROM/DVD-ROM、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等有效的啟動驅(qū)動器，讀入操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄，然后將系統(tǒng)控制權(quán)交給引導(dǎo)記錄，由引導(dǎo)記錄完成系統(tǒng)的啟動。BIOS是主板上唯一可能被病毒攻擊的芯片。BIOS中的內(nèi)容一旦被破壞，主板將不

32、能工作。因此，部分主板商采用了雙BIOS芯片技術(shù)，當(dāng)主BIOS被破壞后，后備BIOS就自動生效開始工作。1BIOS芯片主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS和Phoenix BIOS三種類型。國內(nèi)品牌機(jī)和組裝機(jī)的主板上多使用Award BIOS芯片和AMI BIOS芯片，進(jìn)口品牌機(jī)中多使用Phoenix或其它的BIOS芯片。用戶在BIOS中設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)保存在南橋芯片的RAM單元中。關(guān)機(jī)后，為了維持BIOS的設(shè)置參數(shù)和主板上系統(tǒng)時鐘的運(yùn)行，主板上都裝有一塊電池。另外，在電池旁邊都有一個用來清除BIOS用戶設(shè)置參數(shù)的跳線或DIP開關(guān)，這樣，用戶在錯誤地設(shè)置了BIOS參數(shù)或忘記B

33、IOS口令后，可通過放電來恢復(fù)出廠默認(rèn)設(shè)置。2CMOS與BIOS的區(qū)別主板上用來存儲BIOS程序的芯片，被稱為BIOS ROM；用來保存當(dāng)前系統(tǒng)的硬件配置信息和用戶對某些參數(shù)設(shè)定的芯片，稱為CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體) RAM。CMOS芯片由主板上的電池供電，即使系統(tǒng)斷電，內(nèi)容也不會丟失。CMOS芯片只有保存數(shù)據(jù)的功能，而對CMOS中各項(xiàng)參數(shù)的修改卻要通過BIOS的設(shè)定程序來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在的主板廠商大多將CMOS RAM芯片和RTC（Real-Time Clock，實(shí)時時鐘）集成在南橋芯片中。這樣，在主板上只能看到給

34、CMOS RAM供電的電池和BIOS ROM芯片。如圖3-7所示。圖3-7 BIOS芯片CMOS 電池BIOS ROM3.2.8 供電單元主板上不同的硬件子系統(tǒng)需要不同的電壓，主要分為三大類：鍵盤控制器和BIOS芯片等部件需要+5V電壓；內(nèi)存和AGP通道等系統(tǒng)I/O電壓則需要+3.3V；而不同的CPU的核心電壓并不一樣，現(xiàn)在主流CPU的電壓只有1.5V左右。3.2.9 硬盤和光驅(qū)接口硬盤和光驅(qū)都是通過數(shù)據(jù)線與主板相連的，因此主板上有與硬盤和光驅(qū)的數(shù)據(jù)線連接的接口，以前硬盤和光驅(qū)數(shù)據(jù)線在主板上的接口是IDE接口，現(xiàn)在大多采用SATA接口。SATA接口IDE接口圖3-10 硬盤、光驅(qū)的接口3.2.

35、10 板載聲卡和網(wǎng)卡控制芯片聲卡是多媒體計算機(jī)的重要設(shè)備之一，有板載聲卡和獨(dú)立聲卡之分，獨(dú)立聲卡是專門用來處理聲音的板卡，插在PCI插槽中，而板載聲卡是集成在主板上的音效芯片，如圖3-11所示。板載音效芯片處理能力不斷提升，在2GHz以上處理器的配合下，板載聲卡和普通獨(dú)立聲卡之間性能差異越來越小。對于非專業(yè)用戶來說，板載聲卡配上一套好的音箱，效果也不錯。隨著各種寬帶接入方式和網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)卡已經(jīng)成為計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置之一，并且網(wǎng)卡集成到主板上已經(jīng)成為主流。而網(wǎng)卡控制芯片，是集成網(wǎng)卡的核心元件，比較常見的有RTL8100B、BCM5702CKMB、Intel RC82540、Intel DA825

36、62ET和Marvel 88E8001-LKJ等，如圖3-12所示。圖3-11音效芯片圖3-12 網(wǎng)卡控制芯片3.2.11 USB與IEEE 1394控制芯片通用串行總線（Universal Serial Bus，USB）傳輸規(guī)范有兩種：USB 1.0和USB 2.0。USB 2.0為目前的主流，數(shù)據(jù)傳輸速率為480Mbps。USB設(shè)備具有支持熱插拔、無需電源插座、同時支持127個外部設(shè)備，并且不會損失帶寬等優(yōu)勢。常見的支持USB 2.0功能的控制芯片有VIA的VT6202和NEC的D720190AGM等，如圖3-13所示。IEEE 1394也是一種傳輸速率非常高的傳輸規(guī)范，許多數(shù)碼攝像機(jī)都采

37、用IEEE 1394接口。為了更為有效地支持眾多數(shù)碼產(chǎn)品，許多主板集成了IEEE 1394控制芯片，如圖3-14所示。常見的IEEE 1394控制芯片有德州儀器的TSB43AB22A和TSB43AB23和VIA的VT6306等。圖3-14 IEEE 1394控制芯片圖3-13 USB 2.0控制芯片3.2.12 時鐘發(fā)生器時鐘發(fā)生器的作用是：在主板啟動時提供初始化時鐘信號，讓主板能夠啟動。在主板正常運(yùn)行時提供各種總線所需要的時鐘信號，以協(xié)調(diào)內(nèi)存芯片的時鐘頻率。圖3-15 時鐘發(fā)生器和晶振3.2.13 硬件監(jiān)控芯片主板上通常有一塊至兩塊專門用于監(jiān)控硬件工作狀態(tài)的硬件監(jiān)控芯片，如圖3-16所示。當(dāng)

38、硬件監(jiān)控芯片與各種傳感元件（電壓、溫度、轉(zhuǎn)速）配合時，便能在硬件工作狀態(tài)不正常時，自動采取保護(hù)措施或及時調(diào)整相應(yīng)元件的工作參數(shù)，以保證電腦中各配件工作在正常狀態(tài)下。比較常見的硬件監(jiān)控芯片有華邦公司的W83697HF和W83627HF，SMSC公司的LPC47M172，ITE公司的IT8705F，ASUS公司的AS99172F等。圖3-16 硬件監(jiān)控芯片3.2.14 I/O接口面板主板上的I/O接口面板是CPU與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的橋梁。主板外圍設(shè)備品種繁多，其相應(yīng)的接口電路也各不相同，如今主板上自帶的I/O接口越來越齊全，如圖3-17所示。隨著USB設(shè)備的大量普及（USB鍵盤、USB鼠標(biāo)主U

39、SB打印機(jī)等），PS/2、LPT和COM等低速接口終究會被USB接口所取代。圖3-17 I/O接口PS/2接口LPT接口COM接口USB2.0接口IEEE1394接口音頻接口RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口3.3 主板的分類主板的分類方式很多，常見的微機(jī)主板分類方式有以下幾種。3.3.1 按主板上CPU架構(gòu)分類主板上的CPU接口類型是區(qū)分主板的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，按照CPU接口類型可分為Socket 478、socket 754、Socket 939、Socket AM2和LGA 775等，其中Socket 478、LGA 775是Intel公司CPU的接口類型，Socket 754、Socket 939、Soc

40、ket AM2是AMD公司CPU的接口類型，目前比較常見的主板是LGA 775接口和Socket AM2接口的主板。3.3.2 按主板的結(jié)構(gòu)分類按照主板上各元器件的排列方式、主板尺寸大小和主板形狀等的不同，主板可分為AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX以及BTX等結(jié)構(gòu)。其中，AT和Baby-AT結(jié)構(gòu)已經(jīng)淘汰，而ATX主板是目前最常見的主板結(jié)構(gòu)，圖3-1所示，而BTX則是Intel制定的新一代主板結(jié)構(gòu)，圖3-18所示。圖3-18 BTX主板3.3.3 按主板芯片組分類主板芯片組是主板上最重要的部件，主板的功能取決于芯片組。因此，每出一種新型CPU，就會推出與其配套的主板控制芯片組。主

41、板也常常按芯片組來分類，例如，Intel 845芯片組主板、Intel 865芯片組主板、Intel 965芯片組主板和Intel P35芯片組主板。3.3.4 按是否為集成型主板分類集成型（All-In-One）主板，又稱整合型主板或一體化主板，即主板上集成了音頻、視頻處理和網(wǎng)卡等功能。通俗地解釋，就是將顯卡、聲卡和網(wǎng)卡等擴(kuò)展卡都被做到主板上了。集成主板具有高性價比、高性能和高集成度等優(yōu)點(diǎn)。3.3.5 按主板生產(chǎn)廠家分類主板芯片組的生產(chǎn)廠家雖然只有Intel、AMD、nVIDIA、VIA和SiS等幾家，但生產(chǎn)主板的廠家卻很多，常見的主板品牌有：華碩（ASUS）、微星（MSI）、磐正（EPoX

42、）、升技（Abit）、佰鈺（Acorp）、建碁（Aopen）、碩泰克（Soltek）、映泰（BIOSTAR）、捷波（Jetway）和技嘉（Gigabyte）等。3.4 主流主板芯片組簡介3.4.1 Intel Pentium 4平臺主流的Intel平臺一向有很多的芯片組可供選擇，Intel LGA 775 接口的芯片組也特別多，下面介紹幾款支持LGA 775的芯片組：1Intel 915P915P可以看做是正宗的LGA 775平臺的主板，定位中端，支持DDR、DDR 雙通道和PCI-E X16接口和SATA接口，除了不能很好的支持雙核，其他的升級空間都是很大的。2Intel 945PIntel

43、 945P是真正定位中高端的產(chǎn)品，能夠很好的支持雙核CPU，芯片組性能也比915P系列強(qiáng)。3Intel 955X955X是性能最強(qiáng)的Intel芯片組之一，除了不能支持酷睿，它幾乎和975X沒有區(qū)別，能支持1066MHz外頻的DDR 內(nèi)存。4Intel 975X975X 芯片是最高端的Intel芯片組，能提供最高可達(dá)4G的DDR 1066MHz內(nèi)存的支持，并且支持ATI CROSSFIRE 雙顯卡技術(shù)，能很好的支持酷睿。5Intel P35目前，P35芯片組已經(jīng)上市，采用先進(jìn)制造工藝生產(chǎn)，能夠保證低壓高頻，并且正式原生支持1333MHz FSB以及DDR 3內(nèi)存。特別增加了處理器、芯片組和內(nèi)存之

44、間的數(shù)據(jù)帶寬，能夠完美的支持Core 2以及未來45nm的“Penryn”處理器。3.4.2 AMD Athlon XP平臺1整合主板芯片組現(xiàn)在，主流的整合主板芯片組是AMD的690G（北橋RS690+南橋SB600）和nVIDIA的C68PV（單芯片Geforce7050+nForce630A），兩款芯片組在顯示性能方面，690G的3D性能略強(qiáng)，而且690G還支持Avivo功能，但是C68PV支持DX9.0c、SM3.0，690G只支持DX9.0b，不支持SM3.0。兩款芯片組都帶有DVI和HDMI接口，此外，C68PV還帶有TV-OUT接口。在磁盤性能和存儲方面，C68PV稍強(qiáng)些，整體性能

45、兩者相差不多。2中端主流芯片組中端主流芯片組有nVIDIA單芯片設(shè)計的nForce570 Ultra，nForce570 SLI和AMD的570X。nForce570 Ultra/SLI對比nForce550，多了DualNet、FirstPacket技術(shù)，而且支持雙千兆網(wǎng)絡(luò)，而nForce550只支持單千兆網(wǎng)絡(luò)，nForce570 Ultra/SLI的磁盤性能也更強(qiáng)。nForce570 Ultra和nForce570 SLI唯一的區(qū)別是nForce570 SLI支持 8X+8X 雙顯卡SLI。570X是AMD針對nForce570 SLI推出的一款芯片組，支持 16X+8X 雙顯卡Cross

46、Fire，整體性能比nForce570 SLI稍遜一些。3高端主流芯片組高端主流芯片組當(dāng)屬nVIDIA的nForce590 SLI，它比nForce570 SLI多了LinkBoost、SLI-Ready Memory技術(shù)，最大的不同時是nForce590 SLI支持16X+16X 雙顯卡SLI。3.5 主板的選購1制造工藝主板的制造工藝很重要，例如，各焊點(diǎn)接合處及波峰焊點(diǎn)是否工整簡潔、走線是否簡潔清晰、電路板的層數(shù)是否為多層板、元件布局是否合理等。2品牌購買主板應(yīng)該選擇一些有名的品牌，因?yàn)樗麄兙哂幸欢ǖ拈_發(fā)研制實(shí)力和良好的售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，而且對于主板的使用和CPU超頻的穩(wěn)定都很重要。目前，主流

47、的主板有華碩、微星、Intel、磐英、精英和技嘉等品牌。3升級和擴(kuò)充 買主板時還需要考慮電腦和主板將來升級擴(kuò)展的能力，比如擴(kuò)充內(nèi)存、增加擴(kuò)展卡和升級CPU等方面的能力。主板插槽越多，擴(kuò)展能力就越好，不過價格也更貴。3.6 主板的新技術(shù)介紹3.6.1 PCI Express(PCI-E)總線PCI Express（PCI-E）是最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP，最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。它的主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速率高，目前最高可達(dá)到10GB/s以上，而且還有發(fā)展?jié)摿?。PCI-E有多種規(guī)格，從PCI-E X1到PCI-E X16，能滿足現(xiàn)在和將來出現(xiàn)的低速和高速設(shè)備的需求。當(dāng)然要

48、全面取代PCI和AGP還需要一個過程。盡管PCI-E技術(shù)允許實(shí)現(xiàn)X1（250MB/S），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道規(guī)格，但是依目前形式來看，PCI-E X1和PCI-E X16已成為PCI-E主流規(guī)格， 3.6.2 新主板規(guī)范-BTXBTX是Intel提出的新型主板架構(gòu)，圖3-18所示。 BTX和ATX結(jié)構(gòu)布局不一樣，CPU、南北橋在一條直線上。另外，BTX規(guī)范在散熱方面更加注重整體效果，處理器轉(zhuǎn)移到主板的前端，靠近外側(cè)，跟進(jìn)風(fēng)口接近，這樣更加有利于冷風(fēng)的進(jìn)入，方便CPU散熱。緊挨著CPU的北橋芯片和南橋芯片通過CPU散熱器的氣流，帶走芯片組上的熱量，同時帶走在芯片組旁邊顯卡

49、上的一部分熱量，而已經(jīng)達(dá)到I/O接口一側(cè)的空氣，被風(fēng)扇抽出。3.7 主板常見故障分析與處理1主板啟動電容損壞故障現(xiàn)象：開機(jī)后，電腦沒有任何反應(yīng)，顯示器黑屏，CPU風(fēng)扇也不轉(zhuǎn)動。分析處理：可能是主板的啟動電容出了問題，電腦啟動時需要一個啟動裝置，此裝置大部分都在主板上，其中有一個啟動電容，如果這個電容被損壞，就會出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。拿起主板，仔細(xì)觀察，你會發(fā)現(xiàn)一個鐵質(zhì)的電解電容，它通常被一個金屬絲環(huán)繞住，特征明顯，很容易找到，換一個好的電容，故障就會排除。2系統(tǒng)時鐘經(jīng)常變慢故障現(xiàn)象：一臺使用時間較長的電腦，出現(xiàn)系統(tǒng)時間變慢現(xiàn)象，多次較準(zhǔn)，但不久后便會慢很多。分析處理：出現(xiàn)時鐘變慢的情況，大多數(shù)是主

50、板電池電量不足造成的。如果更換電池后問題沒有解決，就要檢查主板的時鐘電路了。控制電腦系統(tǒng)時鐘的電路一般在電池附件，很像電子表中的石英電路。用無水酒精謹(jǐn)慎清潔電路，若故障還存在，需要聯(lián)系經(jīng)銷商或者生產(chǎn)廠家進(jìn)行修理。3安裝第三條內(nèi)存后無法啟動系統(tǒng)故障現(xiàn)象：Intel 845D芯片組主板，提供三個DIMM內(nèi)存插槽，原來安裝有兩條內(nèi)存，一切正常，但是安裝第三條內(nèi)存后，系統(tǒng)不能正常啟動。分析處理：Intel 845D芯片組只提供4組Banks，即可以支持兩條雙面內(nèi)存，或者一條雙面、兩條單面內(nèi)存。如果三個內(nèi)存插槽都使用了雙面內(nèi)存，則不能正常工作。建議查閱主板說明書，確定各個插槽是否支持雙面內(nèi)存，然后選用合適的內(nèi)存條。3.8 實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)3.8.1 實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)1-主板的安裝和機(jī)箱內(nèi)部連接1安裝主板 安裝主板的過程詳見本書第十四章“整機(jī)組裝”中的14.3.5節(jié)。2機(jī)箱內(nèi)部接線 機(jī)箱內(nèi)部接線的過程詳見本書第十四章“整機(jī)組裝”中的14.3.8節(jié)。3.8.2 實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)2-安裝主板的驅(qū)動程序一般情況下，不安裝主板驅(qū)動程序也可以使用，但是只有