信息技术与通信导航系统（船舶）全套教学课件

信息技术与通讯导航第1章电子技术基础第2章船舶计算机网络第3章船舶通信系统第4章船舶导航系统全套可编辑PPT课件第一章电子技术基础163数字电子技术2节

模拟电子技术1节第1节模拟电子技术半导体元器件基本放大电路集成运算放大电路集成运放运算电路直流稳压电源1.1.1半导体元器件半导体二极管双极结型三极管

场效应管半导体二极管1.PN结及其单向导电性

本征半导体

纯净不含杂质、晶体结构排列整齐的半导体称为本征半导体。

多采用4价元素的硅和锗作原料。硅单晶中的共价键结构共价健

Si

Si

Si

Si价电子

N型半导体

在硅或者锗的晶体中掺人5价元素（比如磷），则称为电子半导体或者Ｎ型半导体。

Si

Si

Si

Sip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子

在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

P型半导体

在硅或者锗的晶体中掺人3价元素（比如硼），则称为空穴半导体或者P型半导体。

Si

Si

Si

SiB-B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴

在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。PN结的形成

通过一定的掺杂工艺，在本征半导体晶片上形成P型半导体区域和N型半导体区域，这两个区域的交界处形成一个PN结。多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空间电荷区

扩散的结果使空间电荷区变宽；漂移使空间电荷区变薄；扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。

PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄外电场IFPN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–

PN结加反向电压（反向偏置）外电场内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++－－－++–+

PN结加反向电压（反向偏置）外电场IR–+内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。2.半导体二极管伏安特性

半导体二极管由1个PN结加上相应的电阻引线以及管壳构成，具有单向导电性。其伏安特性曲线如下：硅管0.5V-0.8V;锗管0.1V-0.3V。反向击穿电压U(BR)导通压降正向特性反向特性硅0.7V;锗0.2VUI死区电压PN+–PN–+反向电流在一定电压范围内保持常数。二极管的单向导电性：

1.二极管加正向电压时，二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。

2.二极管加反向电压时，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。

3.外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。3.半导体二极管主要参数

(1).最大整流电流二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。(2).反向击穿电压

是指管子反向击穿时的电压值。击穿时，反向电流剧增，单向导电性遭到破坏，甚至因过热而烧毁。(3).反向电流

指管子未击穿时的反向电流，这个值越小，管子的单向导电性越好。反向电流受温度影响比较大，温度增加，其会明显增加。(4).极间电容

PN结存在扩散电容和势垒电容。极间电容是反映二极管中PN结电容效应的参数，它是扩散点燃和势垒电容之和。(5).正向压降

二极管正向导通后的压降。一般情况，硅管的正向压降为0.7V左右，锗管的正向压降为0.2V左右。4.半导体二极管常见分类按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。按照二极管的结构不同，大致可分为点接触型二极管和面接触型二极管两类。

面接触型二极管的PN结面积大，可承受较大的电流，但极间电容也大，这类器件适用于整流，不适用于高频电路中。

点接触型二极管的PN结面积很小，所以极间电容也小，适用于高频电路和数字电路。特殊的二极管(1).齐纳二极管又称稳压二极管稳压管工作于反向击穿区，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端电压变化很小。利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。

稳压管在电路中与适当参数的电阻配合后能起到稳定电压的作用，在直流稳压电源中获得广泛的应用。R为限流电阻，它的作用是使电路有一个合适的工作状态，并限定电路的工作电流。稳压电路

稳压管的主要参数①

稳定电压

稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压。②最大稳定电流

指稳压管在

工作时允许通过的最大电流。③最大允许耗散功率

指稳定电压和最大稳定电流的乘积。(2).肖特基势垒二极管

是利用金属（如铝、金、钼、镍和钛等）与N型半导体接触在交界面形成势垒的二极管。

肖特基二极管的电容效应非常小，工作速度快，特别适合于高频或者开关状态应用。④动态电阻

在工作区域内，稳压管端电压变化量与相应的电流变化量的比值。稳压管的动态电阻与工作电流有关，一般工作电流越大，动态电阻越小，稳压管的性能越好。(3).二极管光电子器件光电二极管发光二极管

激光二极管

光电二极管的结构与PN结二极管类似，但在它的PN结处，通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。光电二极管可用作光的测量，是将光信号转换为电信号的常用器件。

发光二极管通常用砷化镓、磷化镓等制成。这种管子通过电流时将发出光来，这是因为电子与空穴直接复合而放出能量的结果。可以将电信号变为光信号。

激光二极管可以产生相干的单色光信号，但是它所发射的主要是红外线，这与所使用的半导体材料的物理性质有关，激光二极管在小功率光电设备中得到广泛的应用。5.半导体二极管检测(1)极性判别

用万用表笔接触二极管两电极，如果测得的是正向电阻（阻值小），则万用表红笔所接触的是管子的负极，黑笔接触的是管子的正极；如果测得的是反向电阻（电阻大），则万用表红笔所接触的是管子的正极，黑表笔接触的是管子的负极。(2)检测①正向特性测试

②反向特性测试

万用表的黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。若测得较小的电阻值，二极管正向导通；若电阻为0值，说明管芯短路损坏，若正向电阻接近无穷大值，说明管芯断路。

万用表的红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，若表针指在无穷大值或接近无穷大值，管子就是合格的。

双极结型三极管1.三极管基本结构NNP基极发射极集电极NPN型BECBECPNP型PPN基极发射极集电极符号：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三极管PNP型三极管结构特点：基区：最薄，掺杂浓度最低发射区：掺杂浓度最高发射结集电结BECNNP基极发射极集电极集电区：面积最大2.三极管放大原理和特性曲线三极管的电流放大作用就是利用电子在基区的扩散与复合这一矛盾，使扩散大大超过复合。

换句话说，如果基极电流做微量变化时，可以控制集电极电流出现很大的变化，这就是三极管的放大作用。

三极管有三个电极，在放大电路中可有三种连接方式:共基极、共发射极（共射极）和共集电极。三极管的三种连接方式（a）共基极连接（b）共发射极连接（c）共集电极连接

特性曲线

三极管的伏安特性能全面地反映出各电极电压与流过电流之间的关系，其中最常用的是输入特性和输出特性曲线。为什么要研究特性曲线：1）判断管子质量的好坏2）可以在特性曲线上作图，对管子性能进行较全面地分析输入特性

死区电压：硅管0.4V，锗管0.2V。IB(

A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO输出特性

输出特性曲线通常分三个工作区：

(3)饱和区，三极管的发射结和集电结均处于正向偏置的区。.3.三极管主要参数

1.电流放大系数直流电流放大系数交流电流放大系数

三极管的参数可用来表征管子性能的优劣和适用范围，是合理选择和正确使用三极管的依据。注意：

常用晶体管的

值在20~100之间。

2.极间反向电流(1)集-基极反向饱和电流ICBO(2)集-射极反向饱和电流ICEOICBO标志着集电结的质量（即单向导电性的优劣），其值越小越好。测量三极管时，常把ICEO作为判断管子质量的重要依据，随温度的增加而增加。(3)极限参数

③反向击穿电压

(4)温度对三极管参数及特性影响1、温度每增加10

C，ICBO增大一倍。硅管优于锗管。2、温度每升高1

C，UBE将减小(2~2.5)mV，即晶体管具有负温度系数。3、温度每升高1

C，增加0.5%~1.0%。4.三极管万用表识别方法及使用注意事项(1)三极管识别

将万用表置于R×100或R×1K档，用一只表笔接在假定的基极上，另一只表笔先后接另外2个管脚。如果两次测得的阻值都较大或都较小，然后将表笔调换，重复上述测量，与上次得到阻值恰好相反，即都较小或者都较大，这时假定的基极管脚就是实际的基极。

找到真正的基极后，如果测得的阻值都较小，这时看看基极上的表笔是万用表内接正电源的表笔（正表笔）万用表内接负电源的表笔（负表笔）。如果是正表笔，则此管为NPN型三极管；如果是负表笔，则为PNP型三极管。②发射极与集电极的判定：

先把两表笔接至集电极和发射极两端，基极（上述方法已经确定）开路，测量集电极和发射极间的电阻，然后把表笔对调，再测集电极和发射极的电阻，最后比较两次测量结果，阻值小的那次，对于NPN型管，万用表内接负电源的表笔接的管脚为发射极，另一管脚则为集电极；对于PNP型管，正好相反。③三极管性能好坏的判别:

先把两表笔接至集电极和发射极两端，基极开路，测量集电极和发射极间的电阻，阻值应该在几千欧以上。若阻值太小，说明管子质量不好，穿透电流太大；若阻值接近于零，说明管子已经击穿。(2)三极管使用注意事项①使用时电极必须接正确。②焊接三极管的管脚时，温度不宜过高，焊接时间不宜过久。③三极管接入电路时，应先接通基极，在发射极和集电极间有偏压时，不得先断开基

极电路。④大功率三极管应该有良好的散热装置。⑤用万用表检测三极管时，一般只能用R×100或R×1K档。场效应管是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，即是电压控制元件。它的输出电流决定于输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它的输入电阻高，且温度稳定性好。与三极管的导电机制不同，场效应管只有一种载流子（电子N沟道型或者空穴P沟道型）导电，所以称场效应管为单极型器件。场效应管

场效应管1.场效应管分类场效应管有两种:结型场效应管（JunctionFET-JFET）绝缘栅型场效应管（Metal-Oxide-SemiconductorFET-MOSFET）

在MOSFET中，从导电载流子来看，有N（电子型）沟道和P（空穴型）沟道；按照导电沟道机理不同，又各有增强型（简称E型）和耗尽型（简称D型）两种。MOSFET有四种：E型NMOS管D型NMOS管E型PMOS管D型PMOS管

MOSFET上安置了三个电极，分别是栅极g（Gate）、源极s（Source）和漏极d（Drain），分别类似于三极管的基极B、射极E和集电极C。在制造工艺上，由于栅极与源极、漏极均无电接触，所以也称绝缘栅极。结型场效应管JFET分为P沟道JFET和N沟道JFET两类。N沟道JFET

P沟道JFET

JFET栅极、沟道之间的PN结是反向偏置的，因此其输入电阻的阻值很高。2.场效应管主要参数(1)直流参数可分为开启电压、夹断电压、饱和漏极电流和直流输入电阻4个参数，对于MOS管而言，其直流输入电阻可达109~1015Ω。(2)交流参数可分为输出电阻和低频互导两个参数，输出电阻一般在几十千欧到几百千欧之间，而低频互导一般在十分之几至几毫西的范围内，特殊的可达100mS，甚至更高。(3)极限参数①最大漏极电流是指管子正常工作时漏极电流允许的上限值。②最大耗散功率是指耗散在管子中的功率，受管子最高工作温度的限制。③最大漏源电压是指发生雪崩击穿、漏极电流开始急剧上升时的电压。④最大栅源电压是指栅源间反向电流开始急剧增加时的电压值。1.1.2基本放大电路放大电路模型分类及性能指标三极管构成的基本放大电路放大电路模型分类及性能指标放大电路模型分类

1.放大倍数放大电路的主要技术指标2.输入电阻3.输出电阻+-信号源Au放大电路+-+_RoRL+_Ri

三极管构成的放大电路2.共射极放大电路工作原理放大电路中的电压或电流既含有直流成分，又含有交流成分，称为交、直流共存。交流信号叠加在直流量上。

分析计算及设计时，常将支流和交流分开，即分析直流时，可将交流源置零，求取其静态工作点；分析交流时可将直流源置零，画交流通路分析，总的响应是两个单独响应的叠加。

三极管构成的放大电路射极输出器的应用主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。

1.输因入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担。2.因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。

3.利用ri大、ro小以及Au

1的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。

三极管构成的放大电路1.1.3集成运算放大电路集成运放特点集成运放组成集成运算放大器主要参数集成运放分析方法集成运放特点1.内部电路采用直接耦合，没有电感和电容，需要时可外接。2.输入级采用差分放大电路，对称性好，温度漂移小。3.大电阻用晶体管恒流源代替，动态电阻大，静态压降小。4.二极管由晶体管构成，把发射极、基极、集电极三者适当组配使用。集成运放组成输入级中间级输出级偏置电路输入端输出端(1)零点漂移

当温度变化或电路参数等因素稍有变化时，电路工作点将随之变化，输出端电压偏离静态值（相当于交流信号零点）而上下漂动，这种现称为“零点漂移”，简称“零漂”。

由于存在零漂，即使输入信号为零，也会在输出端产生电压变化从而造成电路误动作，显然这是不允许的。因此，为了保证集成运算放大器的正常工作，必须设法抑制零漂。差分放大电路(2)差分放大电路组成和工作原理

差分放大电路的电路由两个结构和参数完全相同的共发射极放大电路组成，并要求三极管的特性和参数完全一样。

当输入信号从某个管子的基极与“地”之间加入，称为单端输入如ui1、ui2；而输入信号从两个基极之间加入，称为双端输入ui。

若输出电压从某个管子的集电极和“地”之间取出，称为单端输出，如uo1、uo2；而输出电压从两集电极之间取出，称为双端输出uo，显然uo=uo1-uo2。

(3)差模信号和共模信号①

差模信号当输入ui1和ui2为一对大小相等，极性相反的信号时，称为输入差模信号。用ud表示，即ui1=-ui2=ud②

共模信号当输入为一对大小相等，极性相同的信号时，称为输入共模信号，用uc表示，即ui1=-ui2=uc③

任意信号

输入信号ui1和ui2的大小和极性任意，由叠加原理，他们总可以分解成差模信号ud和共模信号uc的组合。其中：则；；

为了定量地说明差分放大电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力，引入共模抑制比（Common-modeRejectionRatio）KCMRR，其定义为：差模放大倍数Ad与共模放大倍数Ac之比，即

共模抑制比越大，表示该差分放大电路性能越好。或集成运算放大器主要参数

1.最大输出电压UOPP能使输出电压和输入电流保持不失真关系的最大输出电压，一般是比电源小1.5V左右。2.开环电压放大倍数Auo在没有外接反馈电路时所测出的差模电压放大倍数，称为开环电压放大倍数。Auo越高，所构成的运算电路越稳定，精度也越高。3.输入失调电压Uio由于制造工艺问题，制造中原件参数不对称等原因，当输入电压为零时，运算放大器的输出不等于零。换句话说，如果要uo=0，必须在输入端加一个补偿电压称为输入失调电压Uio，Uio一般在几个毫伏级，显然越小越好。集成运放分析方法1.理想集成运放电路模型理想运算放大器符号集成运放传输曲线理想集成运放的图形符号传输特性曲线分为线性区和非线性区（饱和区）。集成运放的电路模型集成运放的理想参数主要有：（1）开环放大倍数Auo→；（2）输入电阻ri→∞；（3）输出电阻ro→0；（4）共模抑制比KCMRR→∞。理想化的运放模型2.理想运放分析方法(1)线性工作区由理想运放工作在线性区时输出电压与输入电压是线性关系，即：可得出两条基本特性：①

虚短u-≈u+

②

虚断i+≈i-≈0(2)非线性区①

输出正负饱和两种电压u+<u-时，uo=-Uosat②

虚断i+=i-=0u+>u-时，uo=Uosat1.1.4集成运放运算电路1.反相比例运算电路由虚断得：u-≈u+=0由虚短得：得：即：

因要求静态时u+、u–对地电阻相同，所以平衡电阻R2=R1//RF2.同相比例运算电路根据理想运放工作在线性区时：；可列出：即若取(断开)或(短路)甚至(断开)和(短路)同时出现，则此时输出电压与输入电压始终相同，称为电压跟随器。例：

负载电阻RL的变化不会影响输出电压，输出电压始终等于6V。3.加法运算电路由图可列出；；而

；由上列各式可得4.减法运算电路

应用叠加定理根据反相比例和同相比例电路已有的结论进行分析，这样可使分析更简便。ui1单独作用，而ui2=0，uo1为：ui2单独作用，而ui1=0，uo2为：总输出电压为5.积分运算如果将反相比例运算电路的反馈电阻RF用电容CF取代，就成为了积分运算电路。当ui为阶跃电压时，则积分电路除用于信号运算外，在控制和测量系统中也广泛应用。6.微分运算微分运算是积分运算的逆运算因u+=0，而u+≈u-=0和i1=if所以

由于微分电路的抗干扰能力较差，工作时稳定性不高，所以很少应用。在实际电路中长采用比例微分电路，用于控制系统中，在调速过程中起加速作用。7.电压比较器电压比较器的功能：电压比较器用来比较输入信号与参考电压的大小。当两者幅度相等时输出电压产生跃变，由高电平变成低电平，或者由低电平变成高电平。由此来判断输入信号的大小和极性。当

u+>u–

时，uo=+Uo

(sat)

u+<u–

时，uo=–Uo

(sat)

即

ui<UR时，uo=+Uo

(sat)

ui

>UR

时，uo=–

Uo

(sat)可见，在

ui=UR处输出电压uo

发生跃变。1.1.5直流稳压电源整流电路滤波电路

稳压电路小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压

整流电路

整流是利用二极管的单向导电性将交流电压变换成单相脉动直流电。整流原理：利用二极管的单向导电性。分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。

整流电路可分为单相整流电路和三相整流电路。其中单相整流电路分为单相半波、单相桥式等。1.单相半波整流电路

u

正半周，Va>Vb，二极管D导通；

u负半周，Va<Vb，二极管D截止。输出波形单相半波整流电路的平均值为负载的平均电流与流过二极管的相等二极管承受的最高反向电压就是变压器副边交流电压的最大值2.单相桥式整流电路

u

正半周，Va>Vb，二极管

D1、D3

导通，D2、D4

截止。输出波形与的正半周波形相同

u

负半周，Vb>Va，二极管

D2、D4

导通，

D1、D3

截止。输出波形经过桥式整流后输出电压的平均值通过负载的电流的平均值通过各个二极管的电流的平均值二极管承受的最高反向电压

使用中，如果二极管D2或D4接反，则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏；如果D2或D4因击穿烧坏而短路，则正半周时，情况与D2或D4接反类似，变压器及D1或D3也将因电流过大而可能被烧坏。

滤波电路

交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。

滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。

方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。1.电容滤波电路

u>uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC

增加，uo=uC。

u<uC时，二极管截止，电容通过负载RL

放电，uC按指数规律下降，uo=uC

。二极管承受的最高反向电压为可见带电容滤波器的输出电压脉动程度减小，输出平均电压增高。（单相半波）（单相桥式）（空载）

电容滤波电路输出电压的脉动程度与电容器的放电时间有关。为了获得以上输出整流电压的平均值，一般要求2.电感滤波电路

利用电感器两端的电流不能突变的特点，把电感器与负载串联起来，以达到使输出电流平滑的目的。二极管所承受的最高反向电压

电感滤波的特点是整流管的导通角较大，峰值电流很小，输出电压比较平坦。其缺点是存在铁芯，体积大且笨重，易引起电磁干扰。因此，电感滤波一般只适用于低电压、大电流场合。3.电感电容滤波电路（LC滤波器）

与电容或电感滤波电路比较，LC滤波电路的优点是：负载波动对输出电压影响小，电感元件限制了电流的脉动峰值，减小了对整流二极管的冲击。LC滤波器适用于电流较大、要求输出电压脉动很小的场合，用于高频电路更为适合。LC滤波电路的输出电压和二极管所承受的最高反向电压与电感滤波电路相同。4.π形滤波电路

π形RC滤波电路

π形LC滤波电路

R愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R太大，将使直流压降增加，所以这种滤波电路主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。

稳压电路1.稳压管稳压电路输出电压与稳压管两端电压相同电路稳压过程：稳定稳定2.串联型稳压电路

串联型稳压电路利用晶体管的电流放大作用，增大了输出电流，并在电路中引入了深度电压负反馈使输出电压稳定，通过改变反馈网络参数，从而使输出电压可调。当输入电压VI增加（或负载电流Io减小）时，导致输出电压Vo增加，随之反馈电压VF=R1Vo/（R1+R2）=FVVo也增加（FV为反馈系数）。VF与基准电压VE相比较，其差值电压经反馈三极管T2放大后使调整管T1基极电压和集电极电流减小，其集电极与发射极间的电压VCE增大，使输出电压下降，从而维持Vo基本恒定。3.三端集成稳压器构成稳压电路集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。XX两位数字为输出电压值三端稳压器输出固定电压输出可调电压输出正电压78XX输出负电压79XX（1.25~37V连续可调）外形及引脚功能W7800系列稳压器外形1—输入端3—公共端2—输出端78xxW7900系列稳压器外形1—

公共端3—输入端2—输出端79xx塑料封装4.开关稳压电源

开关式稳压电路是将串联型稳压电路中的调整管由线性工作状态改为开关工作状态，即只有饱和和截止两种状态。开关电源可以做成功耗小，体积小，重量轻的电源。

调整开关S以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关S接通时，输入电源Ui通过开关S和电感L滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源Ui向负载提供能量，同时电感L储存能量；当开关S断开时，储存在电感L中的能量通过二极管释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量。在滤波电路得到的电压平均值Uo可用下式表示：式中，t1为脉冲宽度，即开关接通时间。T为脉冲周期，即开关的工作周期。UI为输入电压，q为占空比，即q=t1/T。脉宽调制式开关稳压电路当uo1>uT时，uo2输出为高电平;反之，uo2输出为低电平。当uo2为高电平时，开关管T饱和导通，uA=UI。当uo2为低电平时，开关管T由饱和导通转换为截止，uA=0。波形图稳压过程如下：若为负值输出高电平变窄从而使输出电压基本不变。第2节数字电子技术常用进制与码制基础逻辑代数基础译码器多路转换器数字显示器件基本知识触发器寄存器半导体存储器数-模和模-数转换施密特触发器数字电路是传递和处理数字信号的电子电路。与模拟电路相比主要有下列优点：（1）数字电路以0和1两个基本数字的数字逻辑为基础，易于用电路来实现。（2）由数字电路组成的数字系统工作可靠，精度高，抗干扰能力强。（3）数字电路能完成数值运算、逻辑判断和逻辑运算。（4）数字信息可以方便的存入磁盘、光盘等存储介质，便于长期保存。（5）数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低。1.2.1常用进制与码制基础1.进制十进制数的数码有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其计数规律是“逢十进一”。任意一个十进制数可表示为：二进制数的数码只有0或1，计数规律是“逢二进一”，二进制数的进位基数是2，第i位的权是2i。八进制数的数码有八个，为0、1、2、3、4、5、6、7，按“逢八进一”的规律计数，计数基数是8，第i位的权是8i。任一个八进制数可表示为：十六进制数的数码为0～9和A、B、C、D、E、F，按“逢十六进一”的规则计数，其计数基数是16，第i位的权是16i，任一个十六进制数可表示为：2.进制间转换二进制数转换为十进制数十进制数转换为二进制数十六进制数与二进制数的转换十六进制数与十进制数的转换

将二进制数按权展开后，将各乘积项的积算出来，再将各项积相加，就可得到等值的十进制数。

将十进制数逐次除以2，并依次记录余数，直到除到商为零为止，然后将余数从下往上排列，即得从高位到低位的二进制数。

从二进制的小数点开始，分别向左、右按4位分组，最后不满4位的，用0补。将每组用对应的十六进制数代替。

十六进制转换为十进制时，也是按权展开求和进行的，只是它们的权与二进制的权不同。3.码制

数字系统中使用二进制码表示信息，把若干个0和1按一定规律编排在一起，组成不同的代码，并赋与每一个代码固定的含义，称为编码。编制代码所遵循的规则叫码制。

用四位二进制码来表示十进制码的方法称为二—十进制编码，即BCD（BinaryCodedDecimal）码。它形式上是二进制码，实质上是十进制数。四位二进制数共有十六种组合，任意取其中十个与0～9十个数码一一对应就构成一种BCD编码。常见的有8421码、5421码、2421码、余3码、格雷码（GrayCode）等，前三者是有权码，后两者是无权码。几种常见BCD编码1.2.2逻辑代数基础

逻辑变量只有两种取值“0”和“1”。这里的“0”和“1”仅代表不同的逻辑状态，无数量上的大小关系。基本逻辑运算与”逻辑

决定某一事件发生的所有条件全部具备时，这一事件才会发生，这种逻辑关系称为“与”逻辑。逻辑表达式

“或”逻辑

当决定事件发生的条件至少有一个具备时，这一事件就会发生，这种逻辑关系称为“或”逻辑。逻辑表达式“非”逻辑

事件的发生和条件的具备总是相反的逻辑关系叫非逻辑。即条件具备时事件不发生，条件不具备时事件发生。逻辑表达式常用复合逻辑门常用公式和运算规则1.常用公式0-1定律重叠律还原律互补律交换律结合律分配律反演律（摩根定律）吸收律正逻辑和负逻辑

在逻辑电路中，输入和输出一般都用电平来表示，常用H和L表示高电平和低电平。若令H=1、L=0，则称之为正逻辑；若令H=0、L=1，则称之为负逻辑。

对于同一电路既可采用正逻辑，也可采用负逻辑描述。同一种电路采用不同的逻辑描述时，会得出不同的逻辑关系，实现不同的逻辑功能。三态门符号及其逻辑关系

三态输出门又称三态门。与一般门电路不同，它的输出端除了出现高电平、低电平外，还可以出现第三个状态，即高阻态，亦称禁止态，简称TSL（TristateLogic）门。三态门的主要用途是实现多个数据或控制信号的总线传输。

当各个门的使能端E1、E2、E3为高电平时，输出呈高阻状态，相当于各门与总线CD断开。将E1、E2、E3轮流接低电平时，则A1、B1，A2、B2，A3、B3三组数据就会轮流地按与非关系送到总线CD上去。需要指出的是，为了保证接在同一条总线上的多个三态门能正常工作，一个必要条件是，任意时间最多只有一个门处于工作状态，否则就有可能发生几个门同时处于工作状态，而使输出状态不正常的现象。1.2.3译码器1.译码器基本概念及工作原理将输入代码转换成特定的输出信号的电路称为译码器。

假设译码器有n个输入信号和N个输出信号，如果N=2n，就称为全译码器，常见的有2-4线译码器、3-8线译码器、4-16线译码器等。如果N＜2n，称为部分译码器，如二一十进制译码器（也称作4线-10线译码器）等。2线-4线译码器功能表可写出各输出函数表达式：用门电路实现2线-4线译码器的逻辑电路2.集成译码器74138是一种典型的二进制译码器功能表如下：3.译码器的应用译码器扩展

利用译码器的使能端可以方便地扩展译码器的容量。如将两片74138扩展为一个4线-16线译码器。1.2.4多路转换器1.多路转换器基本概念及工作原理

多路转换器也叫数据选择器，简记为MUX，常用的数据选择器有4选1、8选1、16选1等多种类型。四选一数据选择器的功能2.集成数据选择器74151是一种典型集成8选1数据选择器，其引脚图74151的功能表1.2.5数字显示器件基本知识1.七段数字显示器原理

七段数字显示器就是将七个发光二极管（加小数点为八个）按一定的方式排列起来，七段a、b、c、d、e、f、g（小数点DP）各对应一个发光二极管，利用不同发光段的组合，显示不同的阿拉伯数字。按内部连接方式不同，七段数字显示器分为共阴极和共阳极两种。

半导体显示器的优点是工作电压较低（1.5～3V）、体积小、寿命长、亮度高、响应速度快、工作可靠性高。缺点是工作电流大，每个字段的工作电流约为10mA左右。2.七段显示译码器7448

七段显示译码器7448是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器，它的功能是将输入的4位二进制代码转换成显示器所需要的七个段信号a～g。1.正常译码显示LT=1，BI/RBO=1时，对输入为十进制数l～15的二进制码（0001～1111）进行译码，产生对应的七段显示码。2.灭零

当输入RBI=0，而输入为0的二进制码0000时，则译码器的a～g输出全0，使显示器全灭；只有当RBI=1时，才产生0的七段显示码。所以RBI称为灭零输入端。3.试灯当LT=0时，无论输入怎样，a～g输出全1，数码管七段全亮。由此可以检测显示器七个发光段的好坏。LT称为试灯输入端。4.特殊控制端BI/RBOBI/RBO可以作输入端，也可以作输出端。作输入使用时，如果BI=0时，不管其他输入端为何值，a～g均输出0，显示器全灭，因此BI称为灭灯输入端。1.2.6触发器

触发器是数字逻辑电路中的另一类基本单元电路。触发器具有两种稳定状态，0和1。如果外加合适的触发信号，触发器的状态可以相互转换。这种电路的特点是具有记忆功能，因此触发器属于时序逻辑电路，它是构成寄存器、计数器等数字电路的基本单元电路。按结构划分可以将触发器分为基本RS触发器、同步RS触发器、主从RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器。1.RS触发器符号及功能与非门组成的基本RS触发器

由与非门组成的基本RS触发器逻辑功能表同步RS触发器

当CP＝0时，控制门G3、G4关闭，输出都为1。这时，不管R端和S端的信号如何变化，触发器的状态保持不变。

当CP＝1时，G3、G4打开，R、S端的输入信号才能通过这两个门，使基本RS触发器的状态翻转，其输出状态由R、S端的输入信号决定。CP=1时同步RS触发器功能表同步RS触发器特性方程同步触发器存在的问题-空翻

在一个时钟周期的整个高电平期间或整个低电平期间都能接收输入信号并改变状态的触发方式称为电平触发。

在一个时钟脉冲周期期间，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。空翻是一种有害的现象，它使得时序逻辑电路不能按照时钟的节拍工作，造成系统的误动作。主从RS触发器

主从触发器的翻转是在CP由1变0时刻（CP下降沿）发生的，CP一旦变为0后，主触发器被封锁，其状态不再受R、S影响，故主从触发器对输入信号的敏感时间大大缩短，只在CP由1变0的时刻触发翻转，因此不会有空翻现象。波形图CPRSQ2.D触发器符号及功能

边沿触发器将触发器的触发翻转控制在CP触发沿到来的一瞬间，克服了空翻现象，大大提高了触发器工作的可靠性和抗干扰能力。D触发器的特性方程为：

Qn+1=DD触发器只有一个触发输入端D，功能表如下：触发器直接置0和置1端和端都是低电平有效。不受时钟信号CP的制约，具有最高的优先级。直接置0端直接置1端1.2.7寄存器

寄存器的功能是存储二进制代码，它是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码，故存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。

寄存器按照功能的不同可分为基本数据寄存器和移位寄存器两大类。基本数据寄存器只能并行送入数据，并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲的作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，使用灵活，用途广泛。数据寄存器双拍式数据寄存器在接收存放输入数据时，需要两拍才能完成：

第一拍，在接收数据前，送入清零负脉冲至触发器的置零端，使触发器输出为零，完成输出清零功能。

第二拍，触发器清零之后，当接收脉冲为高电平“1”有效时，输入数据D2、D1和D0经与非门送至对应触发器而寄存下来。单拍式数据寄存器

接受寄存数据只需一拍即可完成，无须先进行清零操作。当接收脉冲CP有效时，输入数据D3、D2、D1和D0直接存入触发器，故称为单拍式数据寄存器。

在数字电路中，数据的传送有串行和并行两种方式，而移位寄存器可以实现数据传送方式的转换。既可以将串行输入数据转换为并行输出，也可以将串行输入数据转换为串行输出。移位寄存器单向移位寄存器

按移动方向分为左移移位寄存器和右移移位寄存器两种类型。双向移位寄存器X是工作方式控制端。当X=0时，实现数据右移寄存功能；当X=1时，实现数据左移寄存功能；DSL是左移串行输入端，DSR是右移串行输入端。1.2.8半导体存储器

只读存储器（ReadOnlyMemory-ROM），其内容只能读出不能写入。存储的数据不会因断电而消失，即具有非易失性。

存储器是用来存储二进制信息的器件。根据使用功能的不同，半导体存储器可分为两大类：只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）。

根据是否允许用户对ROM写入数据，又可将ROM分为固定ROM（或掩模ROM）、可一次编程ROM（ProgrammableROM-PROM）和可擦写的PROM（ErasablePROM-EPROM）三种类型。

EPROM又可分为紫外线光可擦除（UVEPROM）和电可擦除可编程存储器（ElectricallyEPROM-E2PROM）。闪烁存储器（FlashMemory）是一种改进型的E2PROM。

随机存取存储器（RandomAccessMemory-RAM）也叫做读/写存储器。既能方便地读出所存数据，又能随时写入新的数据。RAM的缺点是数据易失，即一旦掉电，所存的数据全部丢失。RAM又可分为静态RAM（StaticMemory-SRAM）和动态RAM（DynamicRAM-DRAM）。1.只读存储器（ROM）ROM的基本结构示意图。An-1···A1A0是输入的n位地址，An-1是最高位，A0是最低位。Db-1···D1D0是输出的b位数据，Db-1是最高位，D0是最低位。ROM存储器由存储阵列、地址译码器和输出控制电路三部分组成。

地址译码器将输人的地址代码译成相应的字单元控制信号，控制信号从存储矩阵中选出指定的存储单元，并将其中的数据送到输出控制电路。字单元也称为地址单元。地址单元的个数N与二进制地址码的位数n满足关系式N=2n。

存储容量越大，存储单元越多，字线总数就越多，所需地址线n的条数也越多。2.随机存取存储器（RAM）RAM由存储矩阵、地址译码器、读写控制器、输入/输出控制、片选控制等几部分组成。1.2.9数-模和模-数转换

能将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器，简称A/D（AnalogtoDigital）转换器；而将能把数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器，简称D/A转换器（DigitaltoAnalog），A/D转换器和D/A转换器已经成为计算机系统中不可缺少的接口电路。

在用计算机对生产过程进行控制时，经常要把压力、流量、温度及液位等物理量通过传感器检测出来，变换成为相应的模拟电流或电压，再由模数转换器ADC（AnalogtoDigitalConverter）转换成为二进制数字信号，送入计算机处理。计算机处理后得到的仍然是数字量，若执行机构是伺服马达等模拟控制器，则需要用数字模拟转换器DAC（DigitaltoAnalogConverter）将数字量转换为相应的模拟信号，以控制伺服马达等机构执行规定的操作。1.D/A转换器D/A转换器中数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有一定的权。为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字-模拟转换。这就是构成D/A转换器的基本思路。倒T形电阻网络D/A转换器的原理图输出总电流输出总电压

将输入数字量扩展到n位，可得n位倒T形电阻网络D/A转换器输出模拟量与输入数字量之间的一般关系式如下：2.D/A转换器的主要技术指标（1）转换精度D/A转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。分辨率D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。输入数字量位数越多，输出电压可分离的等级越多，即分辨率越高。转换误差D/A转换器实际能达到的转换精度，还与转换误差有关。（2）转换速度建立时间建立时间通常以大信号工作下（输入数字量从全0变为全1时或从全1变为全0时），输出电压变化到相应稳定电压值所需时间。转换速率转换速率是指大信号工作状态下模拟电压的变化率。2.A/D转换器一般的A/D转换过程是通过取样、保持、量化和编码这四个步骤完成的。（1）采样定理必须满足：式中fS为取样频率，fimax为输入信号vI的最高频率分量的频率。（2）量化和编码

在用数字量表示取样电压时，也必须把它化成这个最小数量单位的整倍数，这个转化过程就叫做量化。把量化的数值用二进制代码表示，称为编码。

常用的A/D转换器按转换原理分为逐次逼近型、双积分型、并行比较型。双积分式A/D转换器抗干扰能力强，转换精度也很高，但速度不够理想，常用于数字式测量仪表中。计算机中广泛采用逐次逼近式A/D转换器作为接口电路，它的结构不太复杂，转换速度也高。并行A/D转换器的转换速度最快，但因结构复杂而造价较高，故只用于那些转换速度极高的场合。逐次逼近型A/D转换器

逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为Vo，与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的Vo再与Vi比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。重复此过程，直至逼近寄存器最低位。双积分型A/D转换器

对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而得到相应的数字量输出。由于该转换电路是对输入电压的平均值进行转换，所以它具有很强的抗工频干扰能力。并行比较型A/D转换器

并行比较型A/D转换器也称快速型A/D转换器，是将输入的模拟电压加到芯片内预先设定的比较器上，与比较基准电压进行比较。N位并行A/D转换器采用多个比较器仅做一次比较就可以完成转换。3.A/D转换器主要技术指标（1）转换精度A/D转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。分辨率A/D转换器的分辨率以输出二进制（或十进制）数的位数表示。在最大输入电压一定时，输出位数愈多，量化单位愈小，分辨率愈高。转换误差转换误差表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。常用最低有效位的倍数表示。（2）转换时间

转换时间指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。

不同类型的转换器转换速度相差甚远。其中并行比较A/D转换器转换速度最高，8位二进制输出的单片集成A/D转换器转换时间可达50ns以内。逐次逼近型A/D转换器次之，他们多数转换时间在10～50μs之间，也有达几百纳秒的。双积分A/D转换器的速度最慢，转换时间大都在几十毫秒至几百毫秒之间。1.2.10施密特触发器1.555定时器555定时器是一个由模拟电路和数字电路混合组成的集成电路。广泛应用在定时器、脉冲产生器和振荡电路。

由分压器、比较器、触发器和放电输出等四部分组成。555定时器的功能2.555定时器构成的施密特触发器回差电压越大，施密特触发器的抗干扰性越强，但灵敏度也会相应降低。2.施密特触发器的典型应用（1）波形变换将任何符合特定条件的输入信号变为相应的矩形波输出信号，例如，可将三角波、正弦波、周期性波等变成矩形波。（2）幅度鉴别可以由输出状态是否出现OUT为“0”的状态，判断输入信号的幅度是否超过一定的数值。（3）脉冲整形利用施密特触发器进行波形整形，可将变形的矩形波变为规则的矩形波，获得较理想的矩形脉冲。信息技术与通信导航系统第二章4节不间断电源基本原理及维护使用3节计算机网络2节数据通信1节计算机硬件应用基础第一节计算机硬件应用基础

计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。

硬件系统是指通过接收计算机程序的命令来实现数据输入、运算和输出等操作的设备。

软件系统又分为系统软件和应用软件。

计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。

硬件系统是指通过接收计算机程序的命令来实现数据输入、运算和输出等操作的设备。

软件系统又分为系统软件和应用软件。一、中央处理器CPU（一）CPU概述

CPU是一台计算机的运算核心和控制核心，其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器和寄存器组成。

衡量CPU运算性能的指标主要包括：主频、前端总线频率、CPU字长、倍频系数、缓存、扩展指令集、CPU的内核数量等。图2-1-2中央处理器CPU

第一节计算机硬件应用基础一、中央处理器CPU1.主频：主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度，目前主流是3GHz左右。主频越高，CPU在一个时钟周期里完成的指令数也就越多，CPU的运算速度越快。2.外频：外频是CPU与主板之间同步运行的速度，可以简单理解为CPU的外频直接影响内存的访问速度。外频高，CPU就可以同时接收更多来自外围设备的数据，从而使整个系统的性能进一步提高。3.倍频：倍频是CPU的主频与外频之间相差的倍数，计算公式为：主频=倍频×外频。前端总线频率：前端总线（FSB）频率是CPU与内存直接数据交换速度，它的值符合下列公式：前端总线频率=CPU外频×位宽÷8bit/Byte。CPU的字长：CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数叫字长。在其他指标相同时，字长越大，计算机处理数据的速度越快。早期的微型计算机的字长一般为8位和16位，目前大多数是32位和64位。一、中央处理器CPU4.缓存：缓存是CPU与内存交换数据的中介存储器，它的大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。内核数量：多核处理器也称为单芯片多处理器，其设计思想是将大规模并行处理器中的对称多处理器集成到同一个芯片内，各个处理器并行执行不同的进程。内核数量就是指一个芯片内集成的核心数，以双核心为主，并逐步向四核、八核等多核心发展。5.扩展指令集：CPU依靠指令来自计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。一、中央处理器CPU（二）CPU安装

CPU的安装比较简单，安装前首先要找对方向。注意观察主板上CPU插槽，其中有些边角处并没有针孔，这一位置也应该对应CPU上缺针的位置，如果方向反了，那么CPU无法顺利嵌入CPU插槽；有的CPU的一角有一个三角形的标识，仔细观察主板上的CPU插座，同样会发现一个三角形的标识，安装时，处理器印有三角标识的那个角要与主板上印有三角标识的那个角对齐，然后慢慢地将处理器轻压到位。装CPU时应该先轻轻地90度拉起CPU插槽旁边的压杆，然后把CPU轻轻插入CPU插槽，然后放下压杆，以固定CPU。安装CPU风扇是整个装机过程中最关键的一步，因为用力不当就很容易压坏CPU的核心。首先用导热硅脂在CPU的表面均匀地涂上一层，做这一步的目的便是确保CPU与散热片之间紧密接触，赶走空气，导热硅脂也不能涂太多，应该以装上CPU风扇后不溢出为标准。然后将CPU风扇盖住CPU，同时按下另一头的扶手，使之扣住CPU插槽的另一端，最后为CPU风扇接上电源。第一节计算机硬件应用基础一、中央处理器CPU（三）CPU日常维护

注意CPU的散热需要定期清理机箱的灰尘和涂抹硅脂，要想延长CPU的使用寿命，保证计算机正常、稳定地完成日常工作，首先要保证CPU工作在正常的频率下，其次保证CPU工作在额定的工作温度。如果CPU不能很好地散热，导致工作环境温度过高，就有可能引起系统运行不正常、机器无缘无故重新启动、死机等故障。再一个需要注意的是防止静电对CPU造成损坏，尤其在气候寒冷干燥时极易产生静电，当静电达到一定的程度会影响CPU的正常工作甚至损坏CPU芯片。最后如果机器一直工作正常的话就不要动CPU，清理机箱清洁CPU以后，安装的时候一定注意要安装到位，避免机器不能正常启动第一节计算机硬件应用基础二、主板（一）

主板介绍

主板，又叫主机板（Mainboard）、系统板（Systemboard）或母板（Motherboard），它安装在机箱内，是计算机最基本的也是最重要的部件之一。第一节计算机硬件应用基础二、主板1.芯片组

芯片组（Chipset）是构成主板电路的核心。一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次。芯片组包括“南桥芯片”和“北桥芯片”，把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组，芯片组必须与对应的CPU配合使用，如果不能与CPU匹配将会降低整个硬件系统的运行效率，甚至会导致系统无法工作。北桥芯片是主板芯片组中最重要的组成部分，它负责与CPU联系并控制内存、显卡数据在北桥内传输。由于北桥芯片与处理器之间通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离，北桥芯片在主板中离CPU最近。由于制造工艺的发展，现在的主板北桥芯片基本集成在CPU内部。二、主板2.主板插槽/接口

主板插槽是主板组成的重要部分之一，用于连接CPU、内存、独立显卡等多种设备，主板插槽和接口包括：CPU插槽、内存插槽、主板电源接口、扩展插槽/接口（包括PCI插槽、PCI-E插槽、SATA接口等）等。图2-1-4PCI-E插槽

二、主板3.外部接口

主板外部接口主要用来与显示器、鼠标、键盘等外部设备进行连接，在主板的后侧可能出现各种外部接口（也可能只有其中的一部分，或者有一些此图中不包含的新型接口），包括VGA接口、USB接口、PS/2接口、RJ45接口等。二、主板4.基本输入输出系统（BIOS）

基本输入输出系统（BasicInputOutputSystem-BIOS）是固化在主板ROM上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。二、主板（二）

主板安装

在安装主板之前，需要先在机箱上把主板盒子里附送的后置挡板安装好。后置挡板的安装方法是，将挡板从机箱内部往外对准对应的空位按出去，感觉到卡到位之后，就安装成功了。安装时，注意后置挡板上一些接口的孔位上有金属片，记得先将它们向内弯曲，不然会挡住主板的后置接口。

主板全部采用螺钉固定在机箱里，螺钉稳固程度很高，但要求各个螺钉的位置必须精确。主板上一般有5个到7个固定孔，要选择合适的孔与主板匹配，选好以后，把固定螺钉旋紧在底板上，（现在的大多机箱已经安装了固定柱，而且位置都是正确的，不用再单独安装）。然后把主板小心地放在上面，注意将主板上的键盘口、鼠标口、串并口等和机箱背面挡片的孔对齐，使所有螺钉对准主板的固定孔，依次把每个螺丝安装好。总之，要求主板与底板平行，注意不能碰在一起，否则容易造成短路。第一节计算机硬件应用基础二、主板（二）

主板安装

主板安装到机箱里后，需要连接对应的电源线。ATX电源给主板供电的插头一般都是24Pin+4Pin（8Pin），找到对应的电源插头，把它们插到主板上对应的插座即可。电源插头和插座都有特别设计，插错了会很难插进去。如果发现主板上CPU旁是一个4Pin插座，而电源上只提供了8Pin，就把8Pin分解为两个4Pin。

最后连接好前置面板信号线。需要注意的是，只有将机箱的前置面板连线与主板相连后，才能使用机箱前面板上的开关、复位键、音频插孔和USB插孔。插好机箱前置面板连线的插头，上面有诸如POWERSW（电源开关）、RESET（复位键）、HDDLED（硬盘灯）和POWERLED（电源灯）等字样，而USB和音频插头则采用一体化设计，比较好识别。第一节计算机硬件应用基础二、主板（三）

主板日常维护

做好主板的日常维护，一方面可以延长计算机的使用寿命，更主要的是可以保证计算机的正常运行，完成日常的工作。计算机主板的日常维护主要是防尘、防潮和放静电，CPU、内存条、显示卡等重要部件都是插在主机板上，如果灰尘过多的话，就有可能使主板与各部件之间接触不良，产生各种未知故障，并且难以查找问题，造成解决故障的困难。如果环境太潮湿的话，主板很容易变形，而产生接触不良等故障，影响计算机正常使用；高压静电如果作用在主板上可能会击穿电子元件，使主板无法工作。另外，在组装计算机时，固定主板的螺丝不要拧得太紧，各个螺丝都应该用同样的力度，如果拧得太紧的话也容易使主板产生变形。第一节计算机硬件应用基础二、主板（四）

主板常见故障与解决方法

故障设备故障现象故障原因解决方法主板故障开机无显示BIOS主板设置错误恢复BIOS出厂设置板扩展槽或扩展卡有问题卸载扩展卡，或者更换其他扩展卡。CMOS里设置的CPU频率不对恢复BIOS出厂设置主板无法识别内存更换内存CMOS设置不能保存电池电压不足造成更换主板电池主板电路问题对此要找专业人员维修主板CMOS跳线问题取消CMOS跳线设为清除选项计算机频繁死机在CMOS里发生死机现象，一般为主板或CPU有问题更换主板或CPU主板散热不够好更换大功率风扇USB、音频端口同时不能工作主板南桥芯片损坏更换主板第一节计算机硬件应用基础二、主板（五）BIOS报警

当计算机接通电源启动的时候，BIOS程序开始运行，运行过程中会有提示作用的报警音，不同的报警音对应着硬件不同的状态或者故障，不同类型的BIOS报警音所表示的故障类型也不尽相同。

报警声故障操作建议1短系统正常启动无2短常规错误进入CMOS设置中修改，或直接装载缺省设置1长1短内存或主板出错重新插拔内存，否则更换内存或者主板1长2短显卡或显示器错误使用替换法检查1长3短键盘控制器错误检查主板1长9短主板BIOS损坏尝试更换FlashRAM不断地长声响内存问题重新插拔内存，否则更换内存不断地短声响电源、显示器或显卡未连接重新插拔所有插头重复短声响/

无声音无显示电源故障更换电源表2-1-2AwardBIOS报警故障示表第一节计算机硬件应用基础二、主板（五）BIOS报警

当计算机接通电源启动的时候，BIOS程序开始运行，运行过程中会有提示作用的报警音，不同的报警音对应着硬件不同的状态或者故障，不同类型的BIOS报警音所表示的故障类型也不尽相同。

表2-1-3AMIBIOS报警故障示表报警声故障操作建议1短内存刷新失败更换一条质量好的内存条2短内存ECC校验错误关闭CMOS中ECC校验的选项3短基本内存（第一个64KB）失败更换一条质量好的内存条4短系统时钟出错维修或者直接更换主板5短CPU错误检查CPU，可用替换法检查6短键盘控制器错误插上键盘，更换键盘或者检查主板7短系统实模式错误维修或者直接更换主板8短显存错误更换显卡9短ROMBIOS检验错误更换BIOS芯片1长3短内存错误更换内存1长8短显卡测试错误检查显示器数据线或者显卡是否插牢第一节计算机硬件应用基础三、内存（一）

内存介绍

内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内