重庆科创职业学院教学课件——学习情境18主板的故障检测

1、项目分析项目分析1项目目标项目目标2知识应用知识应用3学习情境18主板的故障检测扩展知识扩展知识4主板故障往往表现为系统启动失败、屏幕无显示、有时能启动有时又启动不了等难以直观判断的故障现象。在对主板的故障进行检查维修时，一般采用“一看、二听、三闻、四摸”的维修原则。就是观察故障现象、听报警声、闻是否有异味、用手摸某些部件是否发烫等。项目分析掌握主板的基本工作原理掌握主板的故障检测及常见故障处理项目目标4一、主板的基本工作原理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

2、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。知识应用5名称作 用名称作 用AGP1AGP显示卡接口ATX l2V12V 4pin电源接口ATX1标准20pin ATX电源接口AUDI01Mic/Speaker输出接口BT13伏的电池给实时时钟供电CDIN1主CD-in接口CDIN2从CD-in接口CASFAN1机箱冷却风扇接头CNR1网络通讯接口COM2板载COM2接口CPUFAN1CPU冷却风扇CPU SocketCPU插座(mPGA478)D I M M 1 DIMM2两个184pin DDR插槽

3、FDD1软驱连接器IDE1第IDE接口IDE2第二IDE接口Ir1红外接口JP3BIOS保护跳线JP1清除CMOS跳线JP4选择板载网卡跳线LED1LED接头USB 2、3前置USB面板接头PANEL1接机箱面板的开关和LEDPCI1PCI3三个32-bit PCI扩展槽PWRFAN1电源风扇接口SPEAKER1喇叭接口VID4VIDO核心电压选择跳线(测试用)WOL1网络唤醒接口WOM1Modem唤醒接口 6 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

4、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的状态信号译码出各种控制命令，并代替CPU去下达命令，送往各功能电路 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

5、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。7 3）中断控制器 控制各种硬件向CPU申请中断的优先权。 4）DMA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。 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

6、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。8 4

7、BIOS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和PCI X；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

8、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扩展槽是离CPU 插座最近的褐色插槽。 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。 6高速缓冲存储器(Cache) 计算机系统为了提高数据的存取速度，486以上档次的计算机普遍采用了在CPU与主存储之间增设少量的高速度存储器(Cache)，临时存放CPU经常要访问的指令和数据，用来解决高速的CPU与低速主存储器工作速度不匹配影响整个系统工作速度的矛盾。高速缓存可分为： (1)L1 CACHE(一级缓存)：建立在C

9、PU内部的高速缓存； (2)L2 CACHE(二级缓存)：建立在CPU内部或主板上的高速缓存。 P4计算机甚至有L3 CACHE，一般是建立在主板上。9 7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，有的甚至将网卡、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)两个串行接口。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； (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；

10、(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。102、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。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三级。11 1）系统总线 是一个64位数据线和32位地址线的同步总线。此总线连接着CPU、Cache、主存DRAM及北桥芯片。AGP总线与PCI

11、局部总线控制器通过芯片组与系统总线相连。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。 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

12、快的P4平台的FSB已经达到了800MHz，但外频是200MHz。12 2）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卡和低速的ISA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。 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

13、通讯的通路。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。133）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针连接器，64位PCI用188针连接器。支持即插即用(PnP)

14、。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。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。14 3、IO接口电路 1IO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

15、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；协调时序差异；地址译码和设备选择功能；设置中断和DMA 控制逻辑。 2IO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。15 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

16、种非常严重的故障，一旦发生则会出现死机，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。 2对主板进行电阻测量目测以后，遇到有疑问的地方，可以借助万用表测量主板电源对地的电阻值。检测的目的是为了发现5V、1

17、2V、+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， 二、主板的故障检测及故障处理16 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用替换法判断故障部位 开机

18、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。 17 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

19、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。 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。DEBUG 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。1

20、8 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： (1)拔除主板上的各种板卡，将诊断卡插入ISA或PCI扩充槽内。 (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CP

21、U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制器或DMA等电路故障。19 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

22、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频率过高、主板有问题等。 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。20 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