主板原理与结构.ppt

一、电阻基本概念 电阻器是电子设备中使用最多的基本元件之一。统计表明，电阻器在一般电子产品中要占到全部元件的50%左右。那么何为电阻呢？各种材料的物体对通过它的电流都呈现一定的阻碍作用，我们把这种阻碍电流的作用叫做电阻（物体阻碍电流通过的属性，叫物体的电阻）。在远距离传输电能的强电工程中，电阻是十分有害的，它消耗了大量的电能。但在许多情况下，它具有特殊作用。,3.1.1 电阻（位）器,1.定义 具有一定阻值，一定几何形状，一定技术性能的在电路中起特定作用的元件，叫做电阻器（简称电阻）。,2.单位：电阻器的基本单位是欧姆（）。在实际当中，常常使用由导出的单位：千欧（k），兆欧（M），吉欧（G），太欧（T），拍欧（P），艾欧（E）等。进率以k为界限，千以下（包含千）用小写，以上用大写。,4.符号 在画电路图时，电阻用符号“”表示，长是宽的3倍（至少2倍)。当加上限定符号后，可表示不同特性的电阻，后面将分别介绍。,3.作用：在电子设备中，作负载、分流、限流、分压、降压、取样等。,1.按结构分：固定电阻器、可变电阻器、敏感电阻器。,二、电阻器的分类,2.按外形分：圆柱形、管形、方形、片状、集成电阻。,3.按用途分：普通型、精密型、功率型、高压型、高阻型、高频型、保险型。,普通型（通用型）：适用于一般技术要求的电阻，功率为0.05（1/20）W2W，阻值为122M，偏差为5%20%。,精密型：功率小于2W，阻值0.0120M，偏差为2%0.001%。,功率型：功率在2W200W之间，阻值0.151M，精度5%20%，多为线绕电阻，不宜在高频电路中使用。,高压型：适用于高压装置中，工作在1000V100KV之间，高的可达35GV，功率在0.5100W之间，阻值可达1000 M。,高阻型：阻值在10 M以上，最高可达1014。,高频型（无感型）：电阻自身电感量极小，又称无感电阻，阻值小于1k，功率可达100W，可用于频率在10MHz以上的电路。,集成电阻：这是一种电阻网络，具有体积小，规整化，精密度高等特点，适用于电子仪器仪表及计算机产品中。,保险型：采用不燃性金属膜制造，具有电阻与保险丝的双重作用，阻值范围为0.3310K。当实际功率为额定功率30倍时，7s断，当实际功率是额定功率12倍时，30120s断。,4.按材料分,合金型：用块状电阻合金拉制成合金线或碾成合金箔片，制成电阻。如线绕电阻，精密合金箔电阻等。,薄膜型：在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜，膜的厚度一般在几微米以下，薄膜材料有碳膜、金属膜、化学沉积膜、金属氧化膜等。,合成型：电阻体由导电颗粒（石墨、碳黑）和有机（无机）粘接剂混合而成，可以制成薄膜或实芯两种类型。表1.5列出了电阻器的型号和命名。,表1.5 电阻器型号与命名,2.常用电阻器 金属膜电阻,碳膜电阻 水泥电阻,碳膜电阻,3.1.3 电位器简介 1.构造：电位器是一种阻值可调的电阻器，它是可变电阻器演变而来的，一般均由电阻体、滑动臂、转柄（滑柄）、外壳及焊片构成，如图所示。焊片A、B与电阻体两端相连，其阻值为电位器的最大阻值，是一个固定值。,除普通电位器外，还有带开关的电位器，开关由转柄控制。习惯上，一般将带柄、有外壳的可调电阻叫电位器，不带柄的或无外壳的叫微调电阻，又叫预调电阻。,2.符号：,3.作用,（1）作分压器时接法：,（2）作变阻器时接法：,单联电位器,双联电位器,多联电位器,主要电位器,3.1.4 电容器,电容器在电子仪器中也是一种必不可少的基本元件。1.构造 它的基本构造是由两个相互靠近的金属电极板，中间夹一层电介质构成的。在两个极板上加上电压，电极板上就可以储存电荷。两极板所储存的电荷数量相同，极性相反。储存的电荷还可以通过外电路向外释放，即电容器是充、放电荷的电子元件。而电容量的大小，取决于电容器的极板面积，极板间距及电介质常数：,C=,一、电容器的基本概念,电容器储存电荷量的多少，取决于电容器两端所加电压。储电量在数值上等于加在导电极板上的电压与电容的乘积。即：Q=CU Q：一个极板上的电荷，单位为库仑（C）。U：两极板间的电位差，单位为伏特（V）。C：电容量，单位法拉（F）。S：极板面积，单位为平方米（m2）。d：两极板间距，单位为米（m）。：电介质常数，单位为法/米（F/m）。1F=106 F=109 nF=1012 pF 由上式看出，当电容器电容量一定时，两极板所加电压越高，储存的电荷越多。,2.电容器的主要作用,储存电荷隔直耦合交流信号。（1）并联于电源两端用作滤波。（2）并联于电阻两端旁路交流信号。（3）串联于电路中，隔断直流通路，耦合交流信号。（4）与其它元件配合，组成谐振回路，产生锯齿波、定时等。在交流电路中，电容器的容抗为：,XC=,f：交流信号频率，单位Hz。C：电容量，单位F。Xc：容抗，单位欧姆。,3.符号,一般电容器,极性电容器,可变电容器,同轴双联电容器,微调电容器,二、电容器的分类及型号,1.分类：电容器种类繁多，有按介质分的，也有按容量是否可变分的。（1）按介质材料分类 a.有机介质：复合介质、纸介质、塑料介质（涤纶、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯）、薄膜复合。b.无机介质：云母电容、玻璃釉电容（圆片状、管状、矩形、片状电容、穿心电容）、陶瓷（独石）电容。,c.气体介质：空气电容、真空电容、充气电容。d.电解质：普通铝电解、钽电解、铌电解。（2）按容量是否可调分类 a.固定电容器 b.可变电容器（空气介质、塑膜介质）c.微调电容器（陶瓷介质、空气介质、塑膜介质）,2.型号命名及标注方法：,第二部分字母含义：A：钽电解。B（BB/BF）：聚苯乙烯等非极性薄膜（常在B后再加一字母区分具体材料）。C：高频陶瓷。D：铝电解（普通电解）。E：其它材料电解。G：合金电解。H：纸膜复合。I：玻璃釉。J：金属化纸介。L（L、S等）：聚酯类有机薄膜（常在L后再加一字母区分具体材料）。N：铌电解。O：玻璃膜。Q：漆膜。S：聚碳酸酯。T：低频陶瓷。V、X：云母纸。Y：云母。Z：纸介。,第一部分字母含义：主称C,第三部分数字（字母）含义：,四、常用的电容器,3.1.5 电感器,一、概述1.结构 电感器是用导线在绝缘骨架上单层或多层绕制而成的，又叫电感线圈。也是常用的无线电元件之一。由电磁学原理可知，任何通过电路的电流周围都有磁场存在，且当电路中的电流发生变化时，电路周围的磁场也随之变化，而磁场的变化又会在导体内引起感应电动势。这种由于自身电流变化，引起磁场变化，又使自身产生感应电动势的现象，叫自感应。其大小用自感系数表示：,L=,：自感磁通量，单位为Wb（Vs）；I：流过导体的电流，单位为A；L：自感系数，单位为H（s）。H的单位较大，实用中常用mH、H。1H=103 mH=106H。,另外，当1个线圈中的电流变化时，它所产生的通过邻近线圈回路的磁通量也发生变化，从而在邻近线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感应现象。互感应的大小常用互感系数来表示。在两个有磁交链的线圈中，互感磁通量与产生此磁链的电流的比值，即为互感系数，简称互感，用M表示：,M=,12：线圈L1通电流时，在L2中穿过的磁通量，单位：韦伯（Wb）；21：线圈L2通电流时，在L1中穿过的磁通量；I1、I2：分别为流过L1、L2的电流；M：互感系数，单位为H（亨利）。,在电子元件中，电感通常分为两类，一类是应用自感作用的线圈，另一类是应用互感作用的变压器，我们将分别予以介绍。电感线圈具有阻碍交流通过的特性，产生的感抗为：XL=L=2f L XL：感抗，单位。f：交流信号频率，单位Hz。L：自感系数，单位H。在纯电感电路在中，电流相位滞后电压900。,2.作用（1）作为线圈：主要作用是滤波、聚焦、偏转、延迟、补偿、与电容配合用于调谐、陷波、选频、震荡。（2）作为变压器：主要用于偶合信号、变压、阻抗匹配等。,电感并联时，其总电感为：L=,电感串联时，其总电感为：L=L1+L2+Ln,3.符号,二、电感器的分类、型号命名,1.分类：（1）按功能分：振荡线圈、扼流圈、耦合线圈、校正线圈和偏转线圈。（2）按是否可调分：固定电感、可调电感和微调电感。（3）按结构分：空心线圈、磁芯线圈和铁芯线圈（4）按形状分：线绕电感（单层线圈、多层线圈及蜂房线圈）、平面电感（印制板电感、片状电感）。,2.型号与命名,特性：一般用G表高频，低频一般不标。型式：用字母或数字表示。X小型；1轴向引线（卧式）；2同向引线（立式）。区别代号：用字母表示，一般不标。电流组别：用字母表示，A（50mA）、B（150mA）、C（300mA）、D（700mA）、E（1600mA）。标称电感量：符合E系列，直接用文字标注或数码标出（用数码时单位为H）。误差：用字母表示。,如：LG1B47H 10%；高频卧式电感，额定电流150mA，47H，误差10%。,以下我们通过介绍一些常见的电感来了解电感器的一些特性及其的识别。,五、几种常用的电感器,色环电感(色码电感)：是指在电感器表面涂上不同的色环来代表电感量(与电阻器类似)的电感。通常用四色环表示，紧靠电感体一端的色环为第一环，露着电感体本色较多的另一端为末环。其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘的倍数(单位为mH)，第四色环为误差率，各种颜色所代表的数值如第一部分所讲。例如：色环颜色分别为棕、黑、金、金的电感器的电感量为1mH，误差为5。,1.常用的电感器色环电感,色环电感基本构造,导磁体性质：铁氧体磁芯绕线形式：单层密绕式 电感量：10,33,47,100.应用范围：滤波 种类：电感线圈 封装形式：色环电感,色环电感特征,1.色环电感结构坚固，成本低廉，适合自动化生产。2.特殊铁芯材质，高Q值及自共振频率。3.外层用环氧树脂处理，可靠度高。4.电感范围大，可自动插件。,扼流线圈：又称为扼流圈、阻流线圈、差模电感器，是用来限制交流电通过的线圈，分高频阻流圈和低频阻流圈。采用开磁路构造设计，有结构性佳、体积小、高Q值、低成本等特点，适用于笔记型电脑、喷墨印表机、影印机、显示监视器、手机、宽频数据机、游戏机、彩色电视、录放影机、摄影机、微波炉、照明设备、汽车电子产品等。,2.常用的电感器扼流线圈,扼流线圈的作用,利用线圈电抗与频率成正比的关系，可扼制高频交流电流，让低频和直流通过。根据频率高低，采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等。用于整流时称“滤波扼流圈”；用于扼制声频电流时称“声频扼流圈”；用于扼制高频电流时称“高频扼流圈”。用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫做低频扼流圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫做高频扼流圈。,贴片电感：又称为功率电感,大电流电感、表面贴装高功率电感。具有小型化，高品质，高能量储存和低电阻之特性。主要应用在电脑显示板卡，笔记本电脑，脉冲记忆程序设计。可提供卷轴包装，适用于表面自动贴装。,卷轴包装,3.常用的电感器贴片电感,贴片电感具有以下特点:1、平底表面适合表面贴装。2、优异的端面强度良好之焊锡性。3、具有较高Q值，低阻抗之特点。4、低漏磁，低直电阻，耐大电流之特点。5、可提供编带包装，便于自动化装配。,CDD型贴片功率电感,共模电感：也叫共模扼流圈，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相同，产生的磁通量同向相加，扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用。,4.常用的电感器共模电感,七、变压器简介,变压器是利用互感现象的电感器，在电路中起电压变换和阻抗变换的作用。一、分类与型号命名 1.分类：（1）按用途分：电源变压器、隔离变压器、调压器、输入/输出变压器（音频变压器、中频变压器、高频变压器）、脉冲变压器。（2）按导磁材料分：硅钢片变压器、低频磁芯变压器、高频磁芯变压器。（3）按铁芯形状分：E型变压器、C型变压器型、R变压器、O型变压器。,2.型号命名（1）中频变压器 由于生产厂家不同，标志方法也不相同，下边以国产常见型号为例：,二、变压器主要特征参数,1.变压比（或变阻比）变压比是变压器初级电压（阻抗）与次级电压（阻抗）的比值，通常直接标出。如：220V/10V，变阻比则以比值表示如3：1表示初、次级阻抗比为3：1，其变换关系为：,2.额定功率 额定功率是变压器在指定频率和电压下能长期连续工作，而不超过规定温升的输出功率，一般用伏安、瓦或千瓦表示。,二极管的应用,二极管的应用 钳位 削波 隔离 整流 限幅 特殊二极管,常见二极管,稳压二极管,整流二极管,发光二极管（LED）,三极管作用,三极管的主要作用是电流放大，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数（=IC/IB,表示变化量。），三极管的放大倍数一般在几十到几百倍。,三极管作用电路,半导体三极管,常用三极管,本章要点 主板的组成、分类以及选购 主板的芯片组 主板和主板驱动程序的安装 主板的常见故障分析和处理,3.1 主板的简介3.2 主板的主要组成3.3 主板的分类3.4 主流主板芯片组简介3.5 主板的选购3.6 主板的新技术介绍3.6.1 PCI Express(PCI-E)总线3.6.2 新主机箱规范-BTX3.7 主板常见故障分析与处理,3.2.1 PCB基板3.2.2 CPU插座3.2.3 主板芯片组3.2.4 总线扩展槽3.2.5 AGP接口插槽3.2.6 内存插槽3.2.7 BIOS单元3.2.8 供电单元,3.8 实验及实训3.8.1 实验及实训1-主板的安装和机箱内部连接3.8.2 实验及实训2-安装主板驱动程序3.8.3 实验及实训3-网上查询3.9 本章小结3.10 习题3.11 习题参考答案,3.1 主板的简介主板，又叫母板(Motherboard)或主机板，是微机中最基本最重要的部件之一，是电脑内部各种配件的载体，各种配件通过主板联系在一起，配件之间的数据传输，都是通过主板来实现的。主板性能的好坏，将直接影响整个系统的运作情况。每一种新型CPU的出现，都会推出与之配套的主板控制芯片组，否则新型CPU的性能就无法或正常发挥出来。,3.2 主板的主要组成主板虽然档次和品牌很多，但是其组成和技术基本一致，除CPU接口和芯片组不同外，其组成结构几乎相同。下面我们以ATX主板为例，如图3-1所示，看一看主板上的主要组成部件及其功能。,主板的结构,北桥,南桥,PCI express插槽,23,3.2.1 PCB基板PCB（Printed Circuit Board：印刷电路板）由多层构成，在每一层PCB板上都密布有信号走线。在系统运行的时候，信号线间难免会出现电磁干扰现象，最终导致信号不稳定和系统运行不稳定。因此，一般除了对走线的布局及间距进行改进外，好的主板多采用6层及其6层以上的PCB板结构，并在中间加入了屏蔽层来避免各层间的信号干扰现象，以达到运行稳定性的要求。,3.2.2 CPU插槽目前，主流CPU的插槽多采用ZIF（Zero Insert Force）标准，常见的CPU插槽类型有Socket 478、Socket 754、Socket 939、LGA 775和Socket AM2等，现在市场上主流CPU的插槽为Socket AM2插槽和LGA 775插槽。AMD的Socket AM2插槽采用全新设计，有940根针脚，如图3-2所示。这种类型的微处理器内建DDR2内存控制器，可以支持最高DDR2 800MHz的内存。,Intel的LGA 775插槽如图3-3所示，它与Socket接口不同，LGA 775接口的CPU底部没有传统的针脚，而是775个触点，通过与对应的LGA 775插槽内的775根触针接触来传输信号。LGA 775接口不仅能够提升处理器的信号强度和处理器频率，同时也可以降低生产成本。目前，LGA 775插槽已经成为Intel桌面CPU的标准接口。,在CPU插座内一般都有一个温度探头，用来探测CPU的温度，并将测得的温度在主板BIOS中显示出来。,3.2.3 主板芯片组 芯片组(Chipset)是主板的灵魂和中枢，它不仅负责主板上各种总线之间数据和指令的传输，而且还承担着硬件资源的分配与协调任务。按照芯片组在主板上位置的不同，通常可分为北桥芯片和南桥芯片。靠近CPU的那块芯片称为北桥芯片，它主要负责CPU、内存和显示卡之间的数据、指令的交换、控制和传输任务。南桥芯片负责外部存储器（硬盘和光驱）以及其他硬件资源（USB、PCI和ISA等设备）的控制、调配及传输任务。,随着主板集成技术的提高，许多主板芯片组已经开始用一块单一芯片来代替南桥芯片和北桥芯片。主板芯片组也逐渐开始集成显卡、声卡、调制解调器和网卡等部件。目前，主流芯片组生产厂家有Intel(英特尔公司)、VIA(威盛电子（中国）有限公司)、SiS(矽统科技股份有限公司)、ALI(扬智科技股份有限公司)、AMD(超微半导体（中国）有限公司)、nVIDIA(英伟达公司)和ATI(冶天：已经被AMD兼并)等，其中以Intel、nVIDIA、VIA和AMD最为常见，如图3-4所示。,图3-4 主板芯片组,3.2.4 总线扩展槽总线扩展槽是用于扩展微机功能的插槽，它是总线的延伸，可以用来插接各种板卡，如显卡、声卡、网卡和视频采集卡等。目前使用的总线扩展槽主要有PCI插槽和PCI-E插槽。PCI插槽用于插接PCI总线的板卡，一般为乳白色，如图3-5所示。根据主板的不同，一般有35个PCI插槽。PCI-E插槽大大提高了微机图形接口的吞吐能力，目前多用于插接显卡，PCI-E插槽将会成为今后一段时间内的主流扩展插槽。,3.2.5 AGP接口插槽加速图形端口（Accelerated Graphics Port，AGP）插槽是Intel为配合Pentium 处理器的开发而提出的规范标准，用于解决3D图形处理能力不足的问题。,AGP不是一种总线结构，它是点对点的连接，即连接控制芯片和AGP显卡。AGP在内存与显卡之间提供了一条直接通道，使得3D图形数据越过PCI总线，直接送入显示子系统，这样就能突破由于PCI总线形成的系统瓶颈，从而达到高性能3D图形的描绘功能。AGP标准可以让显卡通过AGP接口调用系统内存做显存，这是一种解决显卡板载显示内存不足的廉价解决方案。,3.2.6 内存插槽内存插槽是用来安装内存条的，目前应用比较多的是DDR和DDR 插槽，其中DDR插槽有184个触点，而DDR 插槽有240个触点。随着CPU和主板技术的更新，DDR 内存已经变成主流配置。,对于支持双通道内存的主板，4条内存插槽分别用两种不同的颜色来区分，如图3-6所示，要实现双通道必须成对配置内存。用不同颜色区分就可以方便用户配置双通道，只需将两条完全一样的内存条插入同一颜色的内存插槽中即可。,3.2.7 BIOS单元BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统），全称是ROM-BIOS，即只读存储器基本输入输出系统。BIOS程序是微机中最基础、最重要的程序，它为计算机提供最底层、最直接的硬件控制。这段程序固化在计算机主板上的一个ROM芯片中。BIOS程序包括：基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。它是连接软件与硬件设备的接口程序，负责解决硬件的即时要求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。简单的说，它是连接计算机硬件与操作系统的桥梁。,微机接通电源后，BIOS最先被启动，然后它会对电脑的硬件设备进行完全彻底的检验和测试。如果发现严重故障就停机，不给出任何提示或信号；如果是非严重故障则给出屏幕提示或声音报警信号，等待用户处理；如果未发现问题，则将硬件设置为备用状态。在完成自检后，ROM-BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CD-ROM/DVD-ROM、网络服务器等有效的启动驱动器，读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，由引导记录完成系统的启动。,BIOS是主板上唯一可能被病毒攻击的芯片。BIOS中的内容一旦被破坏，主板将不能工作。因此，部分主板商采用了双BIOS芯片技术，当主BIOS被破坏后，后备BIOS就自动生效开始工作。,1BIOS芯片主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS和Phoenix BIOS三种类型。国内品牌机和组装机的主板上多使用Award BIOS芯片和AMI BIOS芯片，进口品牌机中多使用Phoenix或其它的BIOS芯片。,用户在BIOS中设置的各项参数保存在南桥芯片的RAM单元中。关机后，为了维持BIOS的设置参数和主板上系统时钟的运行，主板上都装有一块电池。另外，在电池旁边都有一个用来清除BIOS用户设置参数的跳线或DIP开关，这样，用户在错误地设置了BIOS参数或忘记BIOS口令后，可通过放电来恢复出厂默认设置。,2CMOS与BIOS的区别主板上用来存储BIOS程序的芯片，被称为BIOS ROM；用来保存当前系统的硬件配置信息和用户对某些参数设定的芯片，称为CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor互补金属氧化物半导体)RAM。CMOS芯片由主板上的电池供电，即使系统断电，内容也不会丢失。CMOS芯片只有保存数据的功能，而对CMOS中各项参数的修改却要通过BIOS的设定程序来实现。,现在的主板厂商大多将CMOS RAM芯片和RTC（Real-Time Clock，实时时钟）集成在南桥芯片中。这样，在主板上只能看到给CMOS RAM供电的电池和BIOS ROM芯片。如图3-7所示。,CMOS 电池,BIOS ROM,3.2.8 供电单元主板上不同的硬件子系统需要不同的电压，主要分为三大类：键盘控制器和BIOS芯片等部件需要+5V电压；内存和AGP通道等系统I/O电压则需要+3.3V；而不同的CPU的核心电压并不一样，现在主流CPU的电压只有1.5V左右。,3.2.9 硬盘和光驱接口硬盘和光驱都是通过数据线与主板相连的，因此主板上有与硬盘和光驱的数据线连接的接口，以前硬盘和光驱数据线在主板上的接口是IDE接口，现在大多采用SATA接口。,3.2.10 板载声卡和网卡控制芯片声卡是多媒体计算机的重要设备之一，有板载声卡和独立声卡之分，独立声卡是专门用来处理声音的板卡，插在PCI插槽中，而板载声卡是集成在主板上的音效芯片，如图3-11所示。板载音效芯片处理能力不断提升，在2GHz以上处理器的配合下，板载声卡和普通独立声卡之间性能差异越来越小。对于非专业用户来说，板载声卡配上一套好的音箱，效果也不错。,随着各种宽带接入方式和网络的普及，网卡已经成为计算机的标准配置之一，并且网卡集成到主板上已经成为主流。而网卡控制芯片，是集成网卡的核心元件，比较常见的有RTL8100B、BCM5702CKMB、Intel RC82540、Intel DA82562ET和Marvel 88E8001-LKJ等，如图3-12所示。,3.2.11 USB与IEEE 1394控制芯片通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）传输规范有两种：USB 1.0和USB 2.0。USB 2.0为目前的主流，数据传输速率为480Mbps。USB设备具有支持热插拔、无需电源插座、同时支持127个外部设备，并且不会损失带宽等优势。常见的支持USB 2.0功能的控制芯片有VIA的VT6202和NEC的D720100AGM等，如图3-13所示。,IEEE 1394也是一种传输速率非常高的传输规范，许多数码摄像机都采用IEEE 1394接口。为了更为有效地支持众多数码产品，许多主板集成了IEEE 1394控制芯片，如图3-14所示。常见的IEEE 1394控制芯片有德州仪器的TSB43AB22A和TSB43AB23和VIA的VT6306等。,3.2.12 时钟发生器时钟发生器的作用是：在主板启动时提供初始化时钟信号，让主板能够启动。在主板正常运行时提供各种总线所需要的时钟信号，以协调内存芯片的时钟频率。,3.2.13 硬件监控芯片主板上通常有一块至两块专门用于监控硬件工作状态的硬件监控芯片，如图3-16所示。当硬件监控芯片与各种传感元件（电压、温度、转速）配合时，便能在硬件工作状态不正常时，自动采取保护措施或及时调整相应元件的工作参数，以保证电脑中各配件工作在正常状态下。比较常见的硬件监控芯片有华邦公司的W83697HF和W83627HF，SMSC公司的LPC47M172，ITE公司的IT8705F，ASUS公司的AS99172F等。,3.2.14 I/O接口面板主板上的I/O接口面板是CPU与外部设备进行数据交换的桥梁。主板外围设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，如今主板上自带的I/O接口越来越齐全，如图3-17所示。随着USB设备的大量普及（USB键盘、USB鼠标主USB打印机等），PS/2、LPT和COM等低速接口终究会被USB接口所取代。,3.3 主板的分类主板的分类方式很多，常见的微机主板分类方式有以下几种。,3.3.1 按主板上CPU架构分类主板上的CPU接口类型是区分主板的一个重要标准，按照CPU接口类型可分为Socket 478、socket 754、Socket 939、Socket AM2和LGA 775等，其中Socket 478、LGA 775是Intel公司CPU的接口类型，Socket 754、Socket 939、Socket AM2是AMD公司CPU的接口类型，目前比较常见的主板是LGA 775接口和Socket AM2接口的主板。,3.3.2 按主板的结构分类按照主板上各元器件的排列方式、主板尺寸大小和主板形状等的不同，主板可分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX以及BTX等结构。其中，AT和Baby-AT结构已经淘汰，而ATX主板是目前最常见的主板结构，图3-1所示，而BTX则是Intel制定的新一代主板结构，图3-18所示。,3.3.3 按主板芯片组分类主板芯片组是主板上最重要的部件，主板的功能取决于芯片组。因此，每出一种新型CPU，就会推出与其配套的主板控制芯片组。主板也常常按芯片组来分类，例如，Intel 845芯片组主板、Intel 865芯片组主板、Intel 965芯片组主板和Intel P35芯片组主板。,3.3.4 按是否为集成型主板分类集成型（All-In-One）主板，又称整合型主板或一体化主板，即主板上集成了音频、视频处理和网卡等功能。通俗地解释，就是将显卡、声卡和网卡等扩展卡都被做到主板上了。集成主板具有高性价比、高性能和高集成度等优点。,3.3.5 按主板生产厂家分类主板芯片组的生产厂家虽然只有Intel、AMD、nVIDIA、VIA和SiS等几家，但生产主板的厂家却很多，常见的主板品牌有：华硕（ASUS）、微星（MSI）、磐正（EPoX）、升技（Abit）、佰钰（Acorp）、建碁（Aopen）、硕泰克（Soltek）、映泰（BIOSTAR）、捷波（Jetway）和技嘉（Gigabyte）等。,3.4 主流主板芯片组简介3.4.1 Intel Pentium 4平台主流的Intel平台一向有很多的芯片组可供选择，Intel LGA 775 接口的芯片组也特别多，下面介绍几款支持LGA 775的芯片组：1Intel 915P915P可以看做是正宗的LGA 775平台的主板，定位中端，支持DDR、DDR 双通道和PCI-E X16接口和SATA接口，除了不能很好的支持双核，其他的升级空间都是很大的。,2Intel 945PIntel 945P是真正定位中高端的产品，能够很好的支持双核CPU，芯片组性能也比915P系列强。,3Intel 955X955X是性能最强的Intel芯片组之一，除了不能支持酷睿，它几乎和975X没有区别，能支持1066MHz外频的DDR 内存。,4Intel 975X975X 芯片是最高端的Intel芯片组，能提供最高可达4G的DDR 1066MHz内存的支持，并且支持ATI CROSSFIRE 双显卡技术，能很好的支持酷睿。,5Intel P35目前，P35芯片组已经上市，采用先进制造工艺生产，能够保证低压高频，并且正式原生支持1333MHz FSB以及DDR 3内存。特别增加了处理器、芯片组和内存之间的数据带宽，能够完美的支持Core 2以及未来45nm的“Penryn”处理器。,3.4.2 AMD Athlon XP平台1整合主板芯片组现在，主流的整合主板芯片组是AMD的690G（北桥RS690+南桥SB600）和nVIDIA的C68PV（单芯片Geforce7050+nForce630A），两款芯片组在显示性能方面，690G的3D性能略强，而且690G还支持Avivo功能，但是C68PV支持DX9.0c、SM3.0，690G只支持DX9.0b，不支持SM3.0。两款芯片组都带有DVI和HDMI接口，此外，C68PV还带有TV-OUT接口。在磁盘性能和存储方面，C68PV稍强些，整体性能两者相差不多。,2中端主流芯片组中端主流芯片组有nVIDIA单芯片设计的nForce570 Ultra，nForce570 SLI和AMD的570X。nForce570 Ultra/SLI对比nForce550，多了DualNet、FirstPacket技术，而且支持双千兆网络，而nForce550只支持单千兆网络，nForce570 Ultra/SLI的磁盘性能也更强。nForce570 Ultra和nForce570 SLI唯一的区别是nForce570 SLI支持 8X+8X 双显卡SLI。570X是AMD针对nForce570 SLI推出的一款芯片组，支持 16X+8X 双显卡CrossFire，整体性能比nForce570 SLI稍逊一些。,3高端主流芯片组高端主流芯片组当属nVIDIA的nForce590 SLI，它比nForce570 SLI多了LinkBoost、SLI-Ready Memory技术，最大的不同时是nForce590 SLI支持16X+16X 双显卡SLI。,3.5 主板的选购1制造工艺主板的制造工艺很重要，例如，各焊点接合处及波峰焊点是否工整简洁、走线是否简洁清晰、电路板的层数是否为多层板、元件布局是否合理等。,2品牌购买主板应该选择一些有名的品牌，因为他们具有一定的开发研制实力和良好的售后服务网络，而且对于主板的使用和CPU超频的稳定都很重要。目前，主流的主板有华硕、微星、Intel、磐英、精英和技嘉等品牌。,3升级和扩充 买主板时还需要考虑电脑和主板将来升级扩展的能力，比如扩充内存、增加扩展卡和升级CPU等方面的能力。主板插槽越多，扩展能力就越好，不过价格也更贵。,3.6 主板的新技术介绍3.6.1 PCI Express(PCI-E)总线PCI Express（PCI-E）是最新的总线和接口标准，将全面取代现行的PCI和AGP，最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高，目前最高可达到10GB/s以上，而且还有发展潜力。PCI-E有多种规格，从PCI-E X1到PCI-E X16，能满足现在和将来出现的低速和高速设备的需求。当然要全面取代PCI和AGP还需要一个过程。尽管PCI-E技术允许实现X1（250MB/S），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道规格，但是依目前形式来看，PCI-E X1和PCI-E X16已成为PCI-E主流规格，,3.6.2 新主板规范-BTXBTX是Intel提出的新型主板架构，图3-18所示。BTX和ATX结构布局不一样，CPU、南北桥在一条直线上。另外，BTX规范在散热方面更加注重整体效果，处理器转移到主板的前端，靠近外侧，跟进风口接近，这样更加有利于冷风的进入，方便CPU散热。紧挨着CPU的北桥芯片和南桥芯片通过CPU散热器的气流，带走芯片组上的热量，同时带走在芯片组旁边显卡上的一部分热量，而已经达到I/O接口一侧的空气，被风扇抽出。,3.7 主板常见故障分析与处理1主板启动电容损坏故障现象：开机后，电脑没有任何反应，显示器黑屏，CPU风扇也不转动。分析处理：可能是主板的启动电容出了问题，电脑启动时需要一个启动装置，此装置大部分都在主板上，其中有一个启动电容，如果这个电容被损坏，就会出现上述故障现象。拿起主板，仔细观察，你会发现一个铁质的电解电容，它通常被一个金属丝环绕住，特征明显，很容易找到，换一个好的电容，故障就会排除。,2系统时钟经常变慢故障现象：一台使用时间较长的电脑，出现系统时间变慢现象，多次较准，但不久后便会慢很多。分析处理：出现时钟变慢的情况，大多数是主板电池电量不足造成的。如果更换电池后问题没有解决，就要检查主板的时钟电路了。控制电脑系统时钟的电路一般在电池附件，很像电子表中的石英电路。用无水酒精谨慎清洁电路，若故障还存在，需要联系经销商或者生产厂家进行修理。,3安装第三条内存后无法启动系统故障现象：Intel 845D芯片组主板，提供三个DIMM内存插槽，原来安装有两条内存，一切正常，但是安装第三条内存后，系统不能正常启动。分析处理：Intel 845D芯片组只提供4组Banks，即可以支持两条双面内存，或者一条双面、两条单面内存。如果三个内存插槽都使用了双面内存，则不能正常工作。建议查阅主板说明书，确定各个插槽是否支持双面内存，然后选用合适的内存条。,3.8 实验及实训3.8.1 实验及实训1-主板的安装和机箱内部连接1安装主板 安装主板的过程详见本书第十四章“整机组装”中的14.3.5节。2机箱内部接线 机箱内部接线的过程详见本书第十四章“整机组装”中的14.3.8节。,3.8.2 实验及实训2-安装主板的驱动程序一般情况下，不安装主板驱动程序也可以使用，但是只有在主板驱动程序正确安装后，操作系统才能够正确识别主板上各种型号的芯片组，而且会大大提高电脑的性能，下面我们以Intel 芯片组主板为例说明主板驱动程序的安装。,首先将配套的主板驱动光盘放入光驱或下载配套的主板驱动程序，然后双击安装文件(一般为Setup.exe或Install.exe)，在欢迎对话框中，如图3-19所示，单击“下一步”按钮，系统开始自动安装，安装完成后需要重启计算机。,重新启动计算机后，用鼠标右键单击“我的电脑”，在弹出的快捷菜单中选择“属性(R)”命令打开“系统属性”对话框。单击“硬件”选项卡，再单击“设备管理器(D)”按钮打开“设备管理器”对话框，如图3-20所示。在设备管理器中可以检查驱动程序安装成功与否，只要相关选项没有红色“”号或黄色“!”号就表示安装成功，各种芯片组驱动程序的安装大同小异。,3.8.3 实验及实训3-网上查询1上网查询（1）上网查询主流主板的型号、价格和品牌等信息。（2）上网查询主流主板芯片组的信息。（3）上网查询BTX主板结构规范和PCI-E总线方面的信息。,2上网下载上网下载（如CPU-Z、WCPUID和AIDA32等）软件测试所用计算机的主板信息。,3.9 本章小结本章重点介绍了主板的组成、分类、选购以及主流主板芯片组，并且对主板和主板驱动程序的安装进行了详细的说明，最后对主板的新技术进行了介绍。通过本章的学习要对主板有一个全面的认识，要学会主板常见故障的分析和处理。,3.10 习题一.选择题1主板芯片组又称逻辑控制芯片组，通常分为（）。A南桥芯片，北桥芯片B主，辅助C一级，二级D总线，时钟2芯片组的主要生产厂家有（）。AIntel公司BVIA公司CSIS公司DALi公司3主板的核心和灵魂是（）。ACPU插座B扩展槽C芯片组DBIOS和CMOS芯片4AGP