毕业论文计算机主板接口维修.doc
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1、 毕业设计(论文)专业名称 计算机硬件与外设班 级 08硬件学生名称 查隆祥指导教师 万丽华 系 主 任 胡颖辉 二零一一 年 四 月三十 日毕业设计(论文)任务书I.毕业设计(论文)题目:计算机主板接口维修II.毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:1.从学习和实践中,捕捉相关信息2.能够掌握主板各接口的基础知识3.熟悉主板上各元器件参数和周边设备4.能够掌握硬盘的维修方法和故障分类5.可以维修好损坏的主板各类接口III.毕业设计(论文)工作内容:2010年11月30日 确定设计主题2010年12月17日 确定毕业设计任务,并完成任务书2011年2月初 基本完成作品设计201
2、1年3月中旬 基本完成论文初稿 2011年4月底 定稿并上交注:本页内容由指导老师填写IV、主要参考资料:1. 刘渝.计算机组装与维护教程M.浙江大学出版社,2008.2. 欧汉文.芯片级主板维修标准教程.人民邮电出版社,2007.3. 欧阳胜高.主板维修之各类接口参数资料G.上海工业出版社,2010.4谢小根.吴忠良.江西信息学院电脑维护站维修日志.08硬件班,2009.计算机技术系 计算机硬件与外设专业 08硬件班学 生 查隆祥日 期:自 2010年 11月 20日 至 2011年 4月 30日 指导老师 万丽华兼职教师或答疑教师(并指出所负责的部分): 系主任 胡颖辉附注:任务书应该附在
3、已完成的毕业设计说明书首页目 录摘要:1关键词:1引言1一.主板接口维修基本知识21.1 主板上各类接口的结构21.1.1 USB接口21.1.2 PS/2接口41.1.3 PCI接口51.1.4 IDE接口61.2 主板维修常用工具及使用方法61.2.1 电烙铁的作用及使用方法71.2.2 热风枪的作用及使用方法81.2.3 万用表的作用及使用方法91.2.4 其他辅助工具10二.主板各类接口电路故障维修方法及流程102.1 键盘及鼠标接口常见故障102.2 打印机接口常见故障102.3 USB接口常见故障112.4 PCI接口出现故障122.5 硬盘接口出现故障12三电脑主板内部的接口维修
4、实例133.1 USB端口无法使用时维修实例133.2 打印机接口损坏维修实例143.3 PS/2 接口损坏检修实例163.4 硬盘接口损坏检修实例17四.结 语18致谢18参考文献18计算机主板接口维修摘要:计算机的发展史上发展最快的是硬件技术,随着硬件技术的不断升级换代,主板所扮演的在计算机中平台作用依旧没有变。主板上的各种接口是起到连接外设的作用,方便用户使用计算机。如果日常使用时接口出现故障那就用户就不能正常操作或者使用计算机,那么我们怎么样去应对主板上各种接口出现的故障呢?下文就此进行一些实质上的研究。关键词:计算机硬件;故障分析;维修方法。引言计算机硬件故障按照时间特性可以分为:先
5、期故障、中期故障和后期故障.先期故障是指故障发生在从购买计算机到保修期前后的一段时间内,这类问题主要是因为计算机的设计不合理或者质且较差引起的;中期故障是计算机在过了保修期2年后发生的故障,这类故障大多都呈现均匀分布,这类故障没有特定的发生条件。可能是因为某些元器件的质量不良引起的:后期故降是计算机在是有过了很长一段时间之后发生的故障,主要是因为一些元器件及电路的老化、失效造成的,这类故障往往比较难以排出,属于疑难故障。一.主板接口维修基本知识主板的各种接口损坏,一般由于用户长期的频繁的插拔硬件,或带电插拔相关的硬件造成的可以仔细检查各种接口孔内的弹簧片是否有损坏,必要的时候可使用针等工具进行
6、简单的修理;另外也可用多功卡代替损坏的的接口,不过在使用之前必须从BIOS中止主板是自带的COM并行口。主板有着多样的总线,如ISA总线,PCL总线,PCL-E,APG总线,USB总线等。总线是数据传输的公共通道,插槽和接口是这些总线的供电,时钟,复位,数据传输等是否正常,以发现故障所在。主板故障的确定,一般通过逐步拔除或替换主板所连接的板卡(内存、显卡等),先排除这些配件可能出现的问题后就可以把目标锁定在主板上。另外,主板故障往往表现为系统启动失败、屏幕无显示等难以直观判断的故障现象。1.1 主板上各类接口的结构在接口类型是指游戏设备与电视机或电脑主机之间的接口类型。具体有与电视机相连的AV
7、接口,与电脑主机相连的串口、USB接口、PCI接口、PS/2接口、I-LINK(四针IEEE 1394接口)、连接声卡的MIDI接口、无线接口等等(如图1 所示)。图(1)1.1.1 USB接口USB的全称是Universal Serial Bus,USB接口的主要特点是:即插即用,可热插拔。所以USB接口已经成为MP3的最主要的接口方式。USB有两个规范,即USB1.1和USB2.0USB是英文Universal Serial Bus的缩写,中文含义是“通用串行总线”。目前常见的USB接口按照版本可分为USB1.1及USB2.0,其最大数据传输率分别是12Mbps和480Mbps,是一种高速
8、的通用接口。这是一种新型的鼠标接口,目前许多新的鼠标产品都采用了USB接口,与前两种接口相比,其优点是非常高的数据传输率,完全能够满足各种鼠标在刷新率和分辨率方面的要求,能够使各种中高档鼠标完全发挥其性能,而且支持热插拔。而且随着BTX规范的普及,这将是今后唯一的鼠标接口。USB连接器将各种各样的外设I/O端口合而为一,使之可热插拔,具有自动配置能力,用户只要简单地将外设插入到PC以外的总线中,PC就能自动识别和配置USB设备(如图2)。而且带宽更大,增加外设时无需在PC内添加接口卡,多个USB集线器可相互传送数据,使PC可以用全新的方式控制外设。USB可以自动检测和安装外设,实现真正的即插即
9、用。而USB的另一个显著特点是支持“热”插拔,即不需要关机断电,也可以在正运行的电脑上插入或拔除一个USB设备。随着时间的推移,USB将成为PC的标准配置。基于USB的外设将逐渐增多,现在满足USB要求的外设有:调制解调器,键盘,鼠标,光驱,游戏手柄,软驱,扫描仪等,而非独立性I/O连接的外设将逐渐减少。即主机控制式外设减少,智能控制控制外设增多。USB总线标准由1.1版升级到2.0版后,传输率由12Mbps增加到了240Mbps,更换介质后连接距离由原来的5米增加到近百米。基于这点,USB也可以做生产ISDN以及基于视频的产品。如数据手套的数字化仪提供数据接口。USB总线结构简单,信号定义仅
10、由2条信号线组成。图(2)图(3)USB采用四线电缆,其中两根是用来传送数据的串行通道,另两根为下游(Downstream)设备提供电源,对于高速且需要高带宽的外设,USB以全速12Mbps的传输数据;对于低速外设,USB则以1.5Mbps的传输速率来传输数据。USB总线会根据外设情况在两种传输模式中自动地动态转换。USB是基于令牌的总线。类似于令牌环网络或FDDI基于令牌的总线。USB主控制器广播令牌,总线上设备检测令牌中的地址是否与自身相符,通过接收或发送数据给主机来响应。USB通过支持悬挂/恢复操作来管理USB总线电源。USB系统采用级联星型拓扑,该拓扑由三个基本部分组成:主机(Host
11、),集线器(Hub备。主机,也称为根,根结或根Hub,它做在主板上或作为适配卡安装在计算机上,主机包含有主控制器和根集线器(Root Hub),控制着USB总线上的数据和控制信息的流动,每个USB系统只能有一个根集线器,它连接在主控制器上。集线器是USB结构中的特定成分,它提供叫做端口(Port)的点将设备连接到USB总线上,同时检测连接在总线上的设备,并为这些设备提供电源管理,负责总线的故障检测和恢复。集线可为总线提供能源,亦可为自身提供能源(从外部得到电源),自身提供能源的设备可插入总线提供能源的集线器中,但总线提供能源的设备不能插入自身提供能源的集线器或支持超过四个的下游端口中,如总线提
12、供能源设备的需要超过100mA电源时,不能同总线提供电源的集线器连接。1.1.2 PS/2接口1、PS/2接口是目前最常见的鼠标接口,最初是IBM公司的专利,俗称“小口”。这是一种鼠标和键盘的专用接口,是一种6针的圆型接口。但鼠标只使用其中的4针传输数据和供电,其余2个为空脚。PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些,而且是ATX主板的标准接口,是目前应用最为广泛的鼠标接口之一,但仍然不能使高档鼠标完全发挥其性能,而且不支持热插拔。在BTX主板规范中,这也是即将被淘汰掉的接口。图(4)2、PS/2接口和USB接口的键盘在使用方面差别不大,由于USB接口支持热插拔,因此USB接口键盘在使用中可
13、能略方便一些。但是计算机底层硬件对PS/2接口支持的更完善一些,因此如果电脑遇到某些故障,使用PS/2接口的键盘兼容性更好一些。主流的键盘既有使用PS/2接口的也有使用USB接口的,购买时需要根据需要选择。各种键盘接口之间也能通过特定的转接头或转接线实现转换,例如USB转PS/2转接头等。3、这是最古老的鼠标接口,是一种9针或25针的D型接口,将鼠标接到电脑主机串口上就能使用。其优点是适用范围和机型最多,从古老的没有PS/2接口和USB接口的电脑到现在最新的电脑都能使用,缺点是串口通信的数据传输率太低,中高档鼠标不能发挥其高性能优势,而且不支持热插拔。在最新的BTX主板规范中已经取消了串口,随
14、着BTX规范的普及,串口鼠标也必将逐渐被淘汰。1.1.3 PCI接口PCI是Peripheral Component Interconnect(外设部件互连标准)的缩写,它是目前个人电脑中使用最为广泛的接口,几乎所有的主板产品上都带有这种插槽。PCI插槽也是主板带有最多数量的插槽类型,在目前流行的台式机主板上,ATX结构的主板一般带有56个PCI插槽,而小一点的MATX主板也都带有23个PCI插槽,可见其应用的广泛性。PCI是由Intel公司1991年推出的一种局部总线。从结构上看,PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线,具体由一个桥接电路实现对这一层的管理,并实现上下之间的接口以
15、协调数据的传送。管理器提供了信号缓冲,使之能支持10种外设,并能在高时钟频率下保持高性能,它为显卡,声卡,网卡,MODEM等设备提供了连接接口,它的工作频率为33MHz/66MHz。最早提出的PCI 总线工作在33MHz 频率之下,传输带宽达到133MB/s(33MHz X 32bit/8),基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求,1993年又提出了64bit 的PCI 总线,后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz 。目前广泛采用的是32-bit、33MHz 的PCI总线,64bit的PCI插槽更多是应用于服务器产品。由于PCI 总线只有133MB/s 的带宽,对声卡、
16、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备显得绰绰有余,但对性能日益强大的显卡则无法满足其需求。目前PCI接口的显卡已经不多见了,只有较老的PC上才有,厂商也很少推出此类接口的产品。当然,很多服务器不需要显卡性能好,因此使用古老的PCI显卡。通常只有一些完全不带有显卡专用插槽(例如AGP或者PCI Express)的主板上才考虑使用PCI显卡,例如为了升级845GL主板。图 (5)1.1.4 IDE接口硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。在型号老些的主板上,多集成2个IDE口,通常IDE接口都位于PCI插槽下方,从空间上则垂直于内存插槽(也有横着的)。而新型主板上,IDE接口大多缩减,甚至没有,
17、代之以SATA接口硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件,作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度,在整个系统中,硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从整体的角度上,硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种,IDE接口硬盘多用于家用产品中,也部分应用于服务器,SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场,而光纤通道只在高端服务器上,价格昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型,还正出于市场普及阶段,在家用市场中有着广泛的前景。在IDE和SCSI的大类别下,又可以分出多种具体的接口类型,又各自拥有不同的技术规范,具备不同的传输速度,
18、比如TA100和SATA;Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口,各自的速度差异也较大。1.2 主板维修常用工具及使用方法了解了主板所采用主要元件,接口位置,作用的特征后,还主要掌握主板接口故障的分布规律,并且能够正确地使用各种检修工具,再配合正确的检修方法和思路才能顺利地进行主板接口维修的工作。要对主板进行检修,就必须使用工具,其中最常用的通常维修工具,如电烙铁、热风枪、万用表、螺丝钉等。1.2.1 电烙铁的作用及使用方法图(6)电烙铁是焊接中最常用的工具,作用是把电能转换成热能对焊接点部位进行加热焊接是否成功很大一部分是看对它的操控怎么样了。一般来
19、说,电烙铁的功率越大,热量越大,烙铁头的温度也越高。像我们对硬件改造选用20W的内热式(30-40W外热式)电烙铁足够了,使用功率过大容易烧坏元件,一般二极管、三极管结点温度超过200就会损坏。烙铁头与两个被焊件的接触方式;接触位置:烙铁头应同时接触到相互连接的2个被焊接件(如焊脚与焊盘),烙铁一般倾斜30-45度,应避免只与其中一个被焊接件接触。当两个被焊接元件受热面积相差悬殊时,应适当调整烙铁倾斜角度,使烙铁与焊接面积大的被焊接元件倾斜角减小,使焊接面积较大的被焊件与烙铁的接触面积增大,热传导能力加强。如LCD拉焊时倾斜角在30度左右,焊麦克风、马达、喇叭等倾斜角可在40度左右。两个被焊件
20、能在相同的时间里达到相同的温度,被视为加热理想状态。 接触压力:烙铁头与被焊件接触时应略施压力,热传导强弱与施加压力大小成正比,但以对被焊件表面不造成损伤为原则。 1、焊锡丝的供给方法 焊锡丝的供给应掌握3个要领,既供给时间,位置和数量。 (1)供给时间:原则上是被焊件升温达到焊料的熔化温度是立即送上焊锡丝。 (2)供给位置:应是在烙铁与被焊件之间并尽量靠近焊盘。 (3)供给数量:应看被焊件与焊盘的大小,焊锡盖住焊盘后焊锡高于焊盘直径的1/3既可,焊点应呈圆锥形。 2、焊接时间及温度设置 (1)温度由实际使用决定,以焊接一个锡点1-4秒最为合适,最大不超过8秒,平时观察烙铁头,当其发紫时候,温
21、度设置过高。 (2)一般直插电子料,将烙铁头的实际温度设置为(350370度);表面贴装物料(SMT),将烙铁头的实际温度设置为(330350度),一般为焊锡熔点加上100度。 (3)特殊物料,需要特别设置烙铁温度。LCD连接器等要用含银锡线,温度一般在290度到310度之间。(4)焊接大的元件脚,温度不要超过380度,但可以增大烙铁功率。 3、焊接注意事项 (1)焊接前应观察各个焊点(铜皮)是否光洁、氧化等,如果有杂物要用毛刷清理干净在进行焊接,如有氧化现象要加适量的助焊剂,以增加焊接强度。 (2)在焊接物品时,要看准焊接点,以免线路焊接不良引起的短路。 (3)如果需要焊接的元件是塑壳等不耐
22、热封装,可以在元件本体上涂无水酒精后进行焊接,以防止热损伤。 (4)在焊接后要认真检查元件焊接状态,周围焊点是否有残锡,锡珠、锡渣。 1.2.2 热风枪的作用及使用方法图(7)热风枪市场上有多个厂家的产品,用来修手机较合适,但普遍不适用于主板维修。主板尺寸比手机大得多,也厚得多,现有热风枪焊主板上的小件尚可,对如super I/O等稍大的芯片加热时间过长,拖泥带水,常常坏事。用塑料焊枪自制热风枪的效果较为理想,只是要加装电机调速。热风枪主要是利用发热电阻丝的枪芯吹出的热风来,对元件进行焊接与摘取元件的工具。根据热风枪的工作原理,热风枪控制电路的主体部分应包括温度信号放大电路、比较电路、可控硅控
23、制电路、传感器、风控电路等。另外,为了提高电路的整体性能,还应设置一些辅助电路,如温度显示电路、关机延时电路和过零检测电路。设置温度显示电路是为了便于调温。温度显示电路显示的温度为电路的实际温度,工人在操作过程中可以依照显示屏上显示的温度来手动调节。在吹焊CPU或其他主板时,主要是把主板的位置下面清洗净在涂上助焊剂IC也一样清洗干净。最主要是要注意在主板的位置一定要对准,在吹焊CPU或其他主板位置,不准吹化锡时会自动定位,也不知道是不是错位了。所以要注意在主板的位置要对准,使用热风枪风量要小温度在270-280度有自己来定就可以了,在吹焊时要注意一点制锡的锡球大还是小,锡球大在吹焊是要注意活动
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