電腦主板的原理介紹.doc

第一章 電腦主機(jī)板的工作原理介紹1.1電腦主機(jī)板的組成目前ATX型主機(jī)板的結(jié)構(gòu)組成基本相似，主板上的元器件主要有：CPU插座，內(nèi)存插槽，總線擴(kuò)展槽，芯片組， 軟、硬盤接口，外設(shè)接口，電源接口,CMOS電池,BIOS芯片等，如下圖：1是整合音效芯片，2是I/O控制芯片，3是光驅(qū)音源插座，4是外接音源輔助插座，5是SPDIF插座，6是USB插頭，7是機(jī)箱被開啟接頭，8是PCI插槽，9是AGP4X插槽，10是機(jī)箱前端通用USB接口，11是BIOS，12是機(jī)箱面板接頭，13是南橋芯片，14是IDE1插口，15是IDE2插口，16是電源指示燈接頭，17是清除CMOS記憶跳線，18是風(fēng)扇電源插座，19是電池，20是軟驅(qū)插座，21是ATX電源插座，22是內(nèi)存插槽，23是風(fēng)扇電源插座，24是北橋芯片，25是CPU風(fēng)扇支架，26是CPU插座，27是12VATX電源插座，28是第二組音源插座，29是PS/2鍵盤及鼠標(biāo)插座，30是USB插座，31是并串口，32是游戲控制器及音源插座，33是SUP_CEN插座。1.2電腦主機(jī)板芯片組介紹 1.2.1目前主機(jī)板芯片廠家主要有:intel,VIA,SIS,nvidia,Ati等. 電腦主機(jī)板常見的芯片有:intel北橋系列有: intel82810E; intel82815EP; intel82845; intel82845D; intel82845E; intel82845G; intel82865PE; intel875P; intel915P; intel925P; intel955.Intel南橋系列有Intel82801BA；Intel82801AA；Intel82801DB；Intel82801EB；Intel82801FR；IntelICH7R等。VIA北橋系列有:P4M266;PM800;PT890;PT890PRO;PT894;PT894pro;KT133;KT600;KM400A;k8t890;KT890pro等。VIA南橋系列有VIA686A;686B;8233;8233A;8235;8235CE;8237;8237R8251等。SIS系列有:SIS620;SIS645等。nvidia北橋系列有:Nforce2; :Nforce3; Nforce4等。Nvidia南橋系列有:MCP,MCP-T等。Ati北橋系列有:RS350;RS350;RC300L;RS400等。Ati南橋系列有:IXP150;IXP200;IXP250;IXP300;IXP310;IXP400;IXP450;IXP500.等. 1.2.2 電腦主機(jī)板芯片組功能和信號說明芯片組是主機(jī)板的靈魂與核心,芯片組性能的優(yōu)劣,決定了主機(jī)板性能的好壞與級別的高低.芯片組一般由兩個大的芯片組成,這兩個芯片就是人們常說的南橋和北橋.南橋,北橋得名與芯片在主板上的位置,北橋芯片位于CPU插座與AGP插槽的中間,其芯片體型較大,由于其工作強(qiáng)度高,發(fā)熱量大,因此一般在該芯片的上面覆蓋一個散熱片或者散熱風(fēng)扇.南橋芯片一般位于主機(jī)板的下方,PCI插槽的附近.北橋芯片主要負(fù)責(zé)聯(lián)系CPU和控制內(nèi)存,它提供對CPU類型,主頻,內(nèi)存類型及容量,PCI,AGP插槽等硬件設(shè)備的支持. 南橋主要負(fù)責(zé)支持鍵盤控制器,USB接口,實時鐘控制器,數(shù)據(jù)傳遞方式和高級電源管理,南橋芯片損壞后的現(xiàn)象也多為不亮,某些外圍設(shè)備不能用. 南北橋損壞后,焊接又比較特殊,取下和焊接都需要專門的BGA拆焊機(jī)器.1.2 電腦主機(jī)板架構(gòu)體系 1.2.1南北橋架構(gòu)體系CPU北橋南橋I/OCPU核心 供電電壓時鐘控制TVoutDIMMUSB2.01394LANPCI1PCI2PCI3PCI5VGAAGPIDESATAAC97BIOSK/B MouseFDDCOM口GAME口LPT口PCI4BUSPCI BUS （圖一）1.2.2 中心架構(gòu)體系 CPUAMD K8 Athlon 64 939 DDR SLOT 4PcsVCOREPOWRESUPPLYPCI EXPRESS X16 PCI EXPRESS X13 PCI SLOT2PCI-EX1NFORCE4-4 CHIPSET K804PBGA 740PINGBIT LAN PHY10/100/1G2 IDERJ-45 ATA-133AUDIO4 SATA PORT SATA 150AC97 7.1 CODEC10 PORT USB2.0 USB2.0 BUS4MBFLASH ROMPS/2 K/B MOUSELPC SUPER I/OITE 8712 FAN CONTROLLSEARIAL PORTPSRSLLELPORTFLOPPYHARDWAREMONITER（圖二）第二章 電腦主機(jī)板各模塊的工作原理2.1 CPU在主機(jī)板上的供電電壓及電路 CPU是計算機(jī)的心臟,CPU核心供電電壓是CPU穩(wěn)定工作的基石.隨著晶體管的加工工藝的進(jìn)步,CPU核心工作電電流也越來越大,現(xiàn)在主流CPU的工作電壓一般在1.1V-1.8V之間,最大工作電流已達(dá)到50A以上.導(dǎo)致了單相供電不能滿足CPU這種低電壓,大電流的需求,必須設(shè)計成多相供電來應(yīng)付.DC的轉(zhuǎn)換有兩種途徑(1)線性調(diào)節(jié);(2)開關(guān)穩(wěn)壓調(diào)節(jié).CPU的供電電路一般采取第二種供電模式.它的工作原理如下所示: CPU主供電(Vccp)電源管理芯片 CPU +5V或+12V電解電容電感線圈場效應(yīng)管 VID 電壓識別 電壓反饋 基準(zhǔn)電壓振蕩 該電路的工作過程如下:主機(jī)板通電后,ATX電源給主電源控制IC提供PG信號和+5V,+12V供電.主電源控制IC啟動內(nèi)部電路自動偵測VID0-VID4 5個引腳,通過偵測到的這5個引腳對地短路的方式的不同,決定輸出多高的電壓.主電源控制IC內(nèi)部根據(jù)該電壓輸出相應(yīng)的調(diào)寬脈沖信號,該信號被從電源IC驅(qū)動后出控制開關(guān)場效應(yīng)管的導(dǎo)通,截止時間.+12V電壓經(jīng)電感和電容組成的LC濾波電路后與開關(guān)管組成開關(guān)電路,從而輸出相應(yīng)的CPU核心工作電壓.該電壓再經(jīng)電感和電容組成LC濾波電路后就可以直接提供給CPU使用了.因為主電源控制IC輸出的是調(diào)寬脈沖來控制電壓的輸出,所以CPU這種供電電路稱為PWM（Pulse width Modulation） 電路,其特點是轉(zhuǎn)換效率高,響應(yīng)速度快.為了保證CPU供電電壓的穩(wěn)定與安全，還在CPU電路上附加了反饋取樣電路，有的還采用了過壓，過流等保護(hù)電路。反饋取樣電路主要是為了保證CPU電壓的穩(wěn)定，它主要通過CPU的額定電壓相比較，過高則減少調(diào)寬脈沖的脈沖平頂，過低則增加調(diào)寬脈沖的脈沖平頂來調(diào)整開關(guān)場效應(yīng)管的導(dǎo)通，截止時間，達(dá)到恒壓的目的。過流，過壓電路主要是為了保護(hù)CPU在電流過大或電壓過高時，不被損壞而設(shè)計的。在電腦主機(jī)板上CPU的核心工作電壓一般除了提供給CPU外，還會提供給主機(jī)板的北橋和南橋兩個部分。2.2 CPU Socket的分類及CPU接口的主要信號2.2.1 常見的CPU Socket主要有以下幾種:Slot1;slot2;Socket7;Socket370;Socket423;Socket478;Lga775;Socket754; Socket939; Socket940等2.2.2 CPU Socket主要是與主機(jī)板的PCB連接的CPU接口,它有以下幾種信號及其作用:供電,復(fù)位,時鐘,控制信號,地址信號,數(shù)據(jù)信號等.2.2.3 CPU的復(fù)位信號是在CPU工作之前給CPU置零的一種電壓信號,沒有該信號,CPU就不能正常啟動工作了,一般該信號在開機(jī)的瞬間有一個電平從低到高的變化.2.2.4 時鐘控制信號是控制整臺計算機(jī)正常有序工作的前提,沒有該信號,計算機(jī)就沒有指令,會動作錯亂,沒有規(guī)律,或者根本不聽指揮.2.2.5 地址信號是CPU對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和調(diào)用并尋找該數(shù)據(jù)的依據(jù),2.2.6 數(shù)據(jù)信號就是CPU要處理和調(diào)用并尋找該數(shù)據(jù)的依據(jù)資料.2.2.7 控制信號是控制CPU按照用戶意圖進(jìn)行工作的指令.2.3北橋模塊的工作原理北橋的英文簡稱為GMCH(Graphics Memory Controi Hub)j即圖象,內(nèi)存控制集線器,它的主要作用是與CPU,內(nèi)存條,南橋,AGP顯示卡等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,是一個數(shù)據(jù)傳輸通道.北橋的連接方框圖是:南 橋AGP圖形處理內(nèi)存插槽VGA接口PCIETV-OUTCPU時鐘控制北 橋2.3.2北橋與各連接模塊的關(guān)系及關(guān)鍵信號電壓轉(zhuǎn)換場效應(yīng)管北橋的供電電壓一般有兩組或三組,一組由CPU的供電電壓提供,它直接取自CPU核心電壓;一組是AGP模塊的供電電壓,它是給AGP模塊工作時提供的供電電壓.一組是本身的供電電壓,一般為1.5V左右.如下圖: 輸入電壓輸出電壓基準(zhǔn)電壓 2. 4時鐘控制模塊的工作原理2.4.1時鐘控制的工作方框圖 時鐘控制IC輸出的各種頻率是由14.318MHZ晶振提供的基準(zhǔn)振蕩頻率進(jìn)行分頻和倍頻得到的,然后傳送到主機(jī)板上的各個設(shè)備,讓各個設(shè)備可以正常地運行. 現(xiàn)時鐘生產(chǎn)廠商有如下幾種:RTM,ICS,CY等.主機(jī)板時鐘常見的型號有:(1)ICS系列:950213AF,93725AF,950228BF,952607EF等.(2)其它系列:W211BH;W83194BR,RTM560;RTM360等. 注:只有VIA的芯片組才會用次時鐘IC為內(nèi)存提供時鐘信號,其它的都好似由北橋為內(nèi)存提供時鐘信號.內(nèi)存AC97I/O IC南橋次時鐘IC主時鐘控制ICPCI ECPU北橋AGPPCI BUSBIOSPCI1PCI2PCI3PCI4PCI51394LAN 2.4.2時鐘控制的主要信號 (1) CPU的頻率:隨CPU外頻的不同輸出不同的頻率,如:100MHZ,133MHZ,166MHZ,200MHZ等. (2) 14.318MHZ晶振:輸出基準(zhǔn)14.318MHZ頻率. (3) 北橋控制時鐘IC正常工作.與時鐘IC相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系. (4) 輸出AGP圖形卡需要的66MHZ時鐘頻率. (5) 一般情況下輸出33MHZ的PCI BUS時鐘. (6) 輸出南橋需要的33MHZ,24MHZ時鐘和控制USB的48MHZ的專用時鐘頻率. (7) 輸出BIOS需要的33MHZ的工作時鐘. (8) 輸出I/O需要的33MHZ,24MHZ或100MHZ工作時鐘頻率. (9) 輸出AC97IC需要的24.576MHZ時鐘(有的則不需要時鐘控制IC供給,由自身24.576MHZ晶振提供) (10) 輸出PCIE設(shè)備需要的100MHZ時鐘頻率. (11) 輸出內(nèi)存需要的時鐘,依據(jù)芯片組不同,內(nèi)存不同輸出不同的工作時鐘頻率,一般VIA芯片組是由次時鐘IC提供時鐘頻率的.2.5內(nèi)存模塊的工作原理2.5.1 內(nèi)存模塊的連接方框圖內(nèi)存插槽模組北橋芯片 內(nèi)存供電 地址線 數(shù)據(jù)線從時鐘IC 時鐘線 圖3-4內(nèi)存工作模快的連接方框圖 2.5.2 內(nèi)存的供電電壓,供電電路及主要信號 內(nèi)存的電壓有兩種,一種是內(nèi)存的主供電電壓,它的電壓與CPU一樣,也是越來越低,如30PIN與72PIN內(nèi)存供電電壓為+5V.168PIN SDRAM 內(nèi)存為3.3V,184PIN DDRI是2.5-2.7V,240PIN DDRII則下降為1.8V左右.它的另一種電壓是VTT電壓,該電壓為內(nèi)存主供電電壓的一半,主要作用是提升電壓,用來穩(wěn)定信號. 內(nèi)存插槽上的主要的信號有:如DDR內(nèi)存的主要引腳定義如下:(1) RAS:行地址選通；(2) PDO:存在檢驗位.；(3) IOE:寫允許；(4) CAS:列地址選通；(5) ADDRESS:地址信號線；(6) BSO:塊選擇；(7) CLOCK:時鐘控制信號；(8) PDQ:奇偶校驗數(shù)據(jù)位.；(9) DATA:數(shù)據(jù)信號線.主流DDRI的數(shù)據(jù)線連接圖如下:電阻北橋芯片電阻 內(nèi) 存插槽 VTT電壓上圖是內(nèi)存插槽和內(nèi)存條的實物圖現(xiàn)在一般主流的DDRI的內(nèi)存插槽上面都會有6個時鐘信號,它們的引腳分別是A16,A17,A75,A76,B45,B46(16,17;75,76;137,138),復(fù)位信號腳為A10.2.6 AGP圖形顯示模塊的工作原理AGP的英文全稱是(Accelerated Graphics Port),中文意思是圖形加速處理端口.AGP的前身是PCI BUS, AGP顯示卡直接與北橋進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與傳輸,大大提高了圖形顯示的效果與速度. AGP的發(fā)展大致經(jīng)歷了3個階段,即AGP1.0,AGP2.0,AGP3.0;AGP1.0規(guī)范由INTEL與1996年7月發(fā)布,它以33MHZ的PCI2.1規(guī)范為基礎(chǔ)進(jìn)行了擴(kuò)充和改進(jìn),它的工作頻率為66MHZ,工作電壓為3.3V,分為1X和2X模式,數(shù)據(jù)傳輸帶寬分別為266MB/S和533MB/S;1998年5月11日公布了AGP 2.0規(guī)范,工作頻率仍舊是66MHZ,工作電壓是1.8V,工作模式為4X,它的數(shù)據(jù)傳輸帶寬達(dá)到1066MB/S,數(shù)據(jù)傳輸能力大大提高.與此同時,它還發(fā)布了AGP PRO規(guī)范,該規(guī)范定義了一種比AGP 4X接口略長的接口,它兼容了 AGP4X,不過AGP PRO沒有得到廣泛的運用,只在一些高檔服務(wù)器主機(jī)板上使用.AGP3.0規(guī)范即AGP 8X模式,它的傳輸帶寬為2.1GB/S,工作頻率仍舊是66MHZ.2.6.1 AGP圖形顯示模塊的方框圖 在AGP發(fā)展的同時,為了兼顧消費者的利益,AGP規(guī)范的各種插槽一般是向下兼容,即4X插槽兼容2X插槽,8X插槽兼容4X插槽,但8X插槽不兼容2X插槽.即8X的顯示卡不能插到2X的卡槽上,不然會因電壓過高燒壞顯卡或損壞主機(jī)板.AGP插槽上的主要信號有:供電,復(fù)位,時鐘,地址,數(shù)據(jù)信號.AGP1X,2X的供電電壓為3.3V,4X的為1.8V,8X的為1.5V.AGP4X和AGP8X的復(fù)位信號在AGP卡槽的位置為A7.是在開機(jī)的瞬間給AGP顯示卡提供一個復(fù)位信號,是AGP卡與置零等待工作的狀態(tài).AGP的時鐘頻率在AGP 1X,2X,4X,8X規(guī)范中都為66MHZ,固定不變,其位置為B7.它的地址,數(shù)據(jù)信號直接與北橋內(nèi)部的AGP工作模塊相連,供尋址與傳輸數(shù)據(jù)用.2.7南橋模塊的工作原理南橋又名ICH(INPUT/OUTPUT CONTROL HUB)主要提供對K/B MOUSE(鍵盤鼠標(biāo)控制器),RTC(實時鐘控制器),USB(通用串行總線),UTRA DMA33/66/100/133 EIDE數(shù)據(jù)傳輸方式和ACPI(高級電源管理)等I/O設(shè)備的支持.南橋主要的作用就是傳輸數(shù)據(jù)和管理外圍接口設(shè)備.北橋芯片控制模塊AGP總線插槽供電電壓時鐘復(fù)位北橋2.7.1 以下是南橋的連接方框圖供電RTC電路南橋芯片IDE模塊AC97模塊USB模塊S-ATAPCI BUS時鐘BIOSI/O接口2.7.2 南橋的供電一般有3組:一組是CPU的核心供電電壓,它直接取自CPU的核心供電電路;二組是南橋的主供電電壓,現(xiàn)在較主流的南橋的南橋的主供電電壓為2.5V;三組是南橋RTC實時鐘供電電壓,所有的主板都采用了電池和電源供電電路,它們都為3.3V. 2.8 I/O接口的模塊的工作原理I/O 2.8.1 I/接口的連接方框圖南橋系統(tǒng)偵測FDD供電COM口LPT口GAME口復(fù)位K/B MOUSE時鐘頻率 I/O的英文全稱是INPUT/OUTPUT SYSTEM,即輸入/輸出系統(tǒng)的意思.常見的I/O生產(chǎn)廠商有VIA.WINBOARD;ITE等.常見的I/O芯片名稱 是:W83627HF;W83697HF;W83877HF;W83977,IT8705F,IT8711F;IT8712F,LPC47M172; LPC47B272等.2.8.2 I/O接口芯片主要用來控制一些I/O接口功能設(shè)備的正常運行.分擔(dān)南橋所管理的一些外圍設(shè)備，減輕南橋的工作負(fù)荷，使南橋有更多時間處理其他數(shù)據(jù)請求，加速計算機(jī)運行。I/O IC一般采用+5V和+3.3V以及+3.3V的待機(jī)電壓供電。一般的I/O IC主要管理的外設(shè)有FDD、COM口、LPT頭等。另外，I/O IC還有一個很重要的功能就是系統(tǒng)偵測功能，通過一些電路設(shè)計，我們可以在CMOS設(shè)置中看到機(jī)箱電源所提供給主機(jī)板的各項主電源實際輸出情況，從面判斷電壓輸出是不是正常。例如：我們要求除BAT電壓、CPU電壓外，所有的機(jī)箱電源電壓輸出誤差范圍在5%，則+12V應(yīng)在+11.4V與+12.6V之間。2.9 PCI總線模塊的工作原理復(fù)位2.9.1 PCI總線的連接方框圖供電PCI Slots供電1394 ROM復(fù)位PCI BUS南橋芯片 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)線供電1934 地址線 地址線獨立時鐘 時鐘線 時鐘線 LAN LAN ROM 復(fù)位 獨立時鐘 供電2.9.2 PCI總線主要信號PCI總線上的主要引腳信號的定義：Clock:PCI總線有一個總線系統(tǒng)時鐘，固定時鐘頻率為33MHz,一般為B16腳。Data數(shù)據(jù)線：用來傳輸總線上的數(shù)據(jù)。Address地址線：用來尋找總線設(shè)備的數(shù)據(jù)的地址。Reset:復(fù)位信號，用來初始化PCI總線設(shè)備，使之處于待用狀態(tài)，一般為A15腳。VCC：供電電壓，PCI總線的Slot上的供電電壓一般有+12V、-12V、+5V、+3.3V、+5VVSB。2.9.3 PCI總線的主要連接設(shè)備類型我們說PCI總線是一種規(guī)范，是一種開放的總線標(biāo)準(zhǔn)，那就是說只要符合該規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備都可以掛在PCI總線上面。如今比較流行的PCI設(shè)備主要有：（1）PCI總線的音效卡，如創(chuàng)新、啟高等廠商生產(chǎn)的PCI聲卡。（2）1394又稱IEEE 1394（工業(yè)火線標(biāo)準(zhǔn)），是一種開源的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，是一種通用的接口，它除了擁有PCI BUS時鐘外，還有自己的專用時鐘（24.576MHz）。另外要想使1394設(shè)備正常運行還必須為每一個設(shè)備分配一個ID號碼，這個號碼是用特殊的程序燒錄在一個ROM芯片中的，用來識別設(shè)備用的。沒有這個ID號碼，是不可以接外部設(shè)備的，否則會出現(xiàn)不能識別設(shè)備的情況。一般工廠在測試該功能前一定要燒錄ID號碼。IEEE1394是為了增加外部多媒體設(shè)備與電腦連接性能而制定的高速串行總線，傳輸速率可達(dá)400Mbit/s,利用該接口我們可以輕易把1394攝像機(jī)、硬盤刻錄機(jī)等與電腦直接相連。并且IEEE 1394規(guī)范支持熱拔插，可以自動偵測設(shè)備的加入與移出動作，并重新整合，無須人工干預(yù)。（3）PCI總線的網(wǎng)卡，如RTL、VIA等廠商生產(chǎn)的PCI網(wǎng)絡(luò)IC。它和IEEE 1394一樣，在使用之前一定要燒錄一個ID號碼，不同的是這個ID號碼是全世界統(tǒng)一分配的、獨一無二的。也就是說每一塊網(wǎng)卡的ID號碼都是惟一的，如果出現(xiàn)兩塊網(wǎng)卡的ID號碼相同，那么后使用的那一塊網(wǎng)卡一定不能使用。它的ID號碼也是存放在一個ROM中的，也必須用特殊的燒錄程序燒錄進(jìn)去?，F(xiàn)在的電腦主機(jī)板上一般都集成了10M100M的以太自適網(wǎng)卡，其功能與獨立網(wǎng)卡一樣。其芯片型號一般有RTL8100、RTL8139等；一些高檔的主機(jī)板上甚至集成了1000M網(wǎng)卡，其芯片型號一般有RTL8110等。2.10 AC97模塊的工作原理2.10.1 AC97的連接方框圖MIC 輸入Speaker outLine-inAC97 CODEC南橋 數(shù)據(jù)通道S/PDIF 接口 ALink總線 復(fù)位供電時鐘晶體2.10.2 AC97的主要信號1Pin 數(shù)字模塊的供電為3.3V; 2Pin 外接24.576MHz石英晶體為CODEC芯片提供時鐘頻率5Pin SD out6Pin Bit CLK位時鐘8Pin SD in9Pin 模擬模塊的供電電壓為3.3V10Pin SYNC11Pin REST， 復(fù)位信號14Pin AUX-L 輔助輸入-左聲道15Pin AUX-R 輔助輸入-右聲道18Pin CD-L CD輸入-左聲道20Pin CD-R CD輸入-右聲道21Pin MIC-1 麥克風(fēng)輸入122Pin MIC-2 麥克風(fēng)輸入223Pin line-in-L 線路輸入-左聲道24Pin line-in-R 線路輸入-右聲道25.38Pin 功放模塊供電為+5V35Pin Front-out-L 前端音頻輸出-左聲道36Pin Front-out-R 前端音頻輸出-右聲道48Pin S/PDIF-out S/PDIF輸出（外置RCA數(shù)字輸出）2.11 USB模塊的工作原理3.11.1 USB 模塊的工作方框圖時鐘USB插座南橋芯片 USB 模塊 USB接口USB插針供電1 USB的由來及其發(fā)展USB的英文全稱是Universal Serial Bus，中文意思是“通用串行總線”。它是一種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。USB設(shè)備之所以能在市場迅速得到廣泛應(yīng)用，主要是因為其具有以下優(yōu)點：（1）支持熱拔插；（2）體積小，攜帶方便；（3）標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一；（4）可以同時連接各個設(shè)備；最多可以連接127個設(shè)備。USB有兩種規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，即USB1.1規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，它的傳輸速率為12MB/s;USB2.0規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，它的傳輸速率為480MB/s，是USB1.1的40倍左右。隨著USB技術(shù)的日益發(fā)展，USB的應(yīng)用也越來越廣泛。2.11.2 USB模塊的主要信號 主要信號的講解 VCC,+5V主要信號 VCC,+5V主要信號 D+數(shù)據(jù)信號輸入 D+數(shù)據(jù)信號輸入 D-數(shù)據(jù)信號輸出 D-數(shù)據(jù)信號輸出 D-數(shù)據(jù)信GND接地GND接地 下圖是USB在主板上的針腳位 1 2 3 4 5V 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 接地 輸出 輸入 5 6 7 8 5V 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 接地 輸出 輸入2.12 K/B MOUSE 模塊的工作原理 2.12.1 K/B MOUSE 模塊連接方框圖南橋K/BMOUSEI/O ICK/B MOUSE供電供電K/B MOUSE的接口有很多類型,如PS/2,COM口,USB接口等.隨著工業(yè)計算機(jī)的發(fā)展,KB/MOUSE作為計算機(jī)最常用的輸入設(shè)備,其發(fā)展也備受人們的關(guān)注.PS/2接口協(xié)議是現(xiàn)在大多數(shù)鍵盤,鼠標(biāo)與PC機(jī)通信的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議.3.12.2 K/B MOUSE模塊的主要信號 6腳 5 6腳 5腳 5腳 5 3腳 3腳4腳 4腳 4 1腳 1腳 2腳 2腳 鍵盤接口針腳圖 鼠標(biāo)接口針腳圖 04 O2 O1 O3 注：鍵盤，鼠標(biāo)接口各針腳功能如下： O6 O5 針腳 1腳 2腳 3腳4腳 5腳 6腳O4 O2 O1 O3 鼠標(biāo) 數(shù)據(jù)空地 5V時鐘 空 鍵盤 數(shù)據(jù) 空 地 5V 時鐘 時鐘 O6 O5 主機(jī)板背面鍵盤，鼠標(biāo)接口針腳位 2.13 COM口模塊的工作原理 COM口的英文全稱是COMPONENT OBJECT MODEL串行通信接口，因為它的IRQ為232，所以也叫232口，目前COM口IC主要有兩種型號，分別是GD75232，ST75185C，HT6571，IT8687R等。COM連接方框圖I/O ICCOM口控制ICCOM接口 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 供電2.13.1 COM口主要信號 COM口主要信號有：主板上我們常見的都是9PN的，其引腳信號分別是如下圖所示： SG 5 9 RI DTR 4 TXD 3 8 CTS RXD 2 7 RTS DCD 1 6 DSR 1-DCD（DC GND）電源地 2-RXD（RECEIVED DATA）通過終端接受發(fā)送過來的串行數(shù)據(jù) 3-TXD（TRANSMITTED DATA）通過終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)出。 4-DTR數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備好 5-SG信好接地 6-DSR數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好 7-RTS請求發(fā)送（數(shù)據(jù)） 8-CTS 允許發(fā)送（數(shù)據(jù)） 9-RI振鈴2.14 LPT模塊的工作原理 LPT也叫并口，是一種并行傳輸數(shù)據(jù)的借口規(guī)范，最常連接的設(shè)備為打印機(jī)，所以也叫打印口。LPT的連接方框圖LPT 頭 I/O IC控制IC供電2.141 LPT T的主要信號LPT頭有25個引腳,其引腳定義如下: 1PIN: STB(數(shù)據(jù)選通) 2-9PIN:DATA0-DATA7,數(shù)據(jù)傳輸信號線10:ACK 11:BWSY12:PE13:SLCT14:AFO(自動換行)15:ERROR(出錯提示)16:IMT(初始化)17:SLIN(選擇輸入)18-25:GND3.15 GAME 模塊的工作原理 GAME也叫JOYSTICK,即游戲桿,它主要用做游戲手柄,是電腦上一種連接娛樂設(shè)施的接口. 2.15 GAME的連接方框圖2.15.1 GAME的連接方框圖I/O ICGAME口供電2.15.2 GAME的主要信號 GAME的主要信號比較簡單,其中1,8,9,15PIN為+5V供電,4,5,12PIM為接地,其他PIN為信號線.2.16 IDE模塊的工作原理 IDE(Integrated Device Electronics)即集成設(shè)備電子部件,也是ATA接口,其全稱為Advanced Technology Attachment,它是專門用來連接存儲設(shè)備的一種接口規(guī)范。從ATA的發(fā)展規(guī)格分，可分Ultra ATA66、Ultra ATA100、UltraATA133,其支持最大外部傳輸速率分別為33MB/s、66MB/s、100 MB/s、133MB/s同時它們的連接排線的要求也越來越高，UltraATA66/100/133相比UltraATA33的接口在原來40排針的基礎(chǔ)上增加了40針的地線，以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速度，以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，減小各信號之間的相互電磁干擾。由于該連接線向下兼容，所以升級起來非常方便。但其也有自身的缺陷與局限，電腦的高速發(fā)展使UltraATA標(biāo)準(zhǔn)接口，即使是Ultra ATA133也出現(xiàn)不堪負(fù)荷的局面，使之成為傳輸數(shù)據(jù)的瓶頸，阻礙了計算機(jī)的發(fā)展，以后的S-ATA可能會取代ATA成為下一代存儲的規(guī)范接口。2.16.1 IDE模塊的連接方框圖IDE接口南橋芯片 IDE 控 制 器復(fù)位 數(shù)據(jù)線于 2.16.2 IDE模塊的主要信號IDE模塊的接口主要用來連接存儲設(shè)備如硬盤,光驅(qū),它的主要信號有以下幾種: DD0-DD15:驅(qū)動器數(shù)據(jù)總線3-18PIN.DA0-DA2: 驅(qū)動器地址總線:DA0-35PIN;DA1-33PIN;DA2-36PIN.DIOR:驅(qū)動器I/O讀25PIN.DIOW: 驅(qū)動器I/O寫-23PIN.IDS16: 驅(qū)動器16位I/0INTR:驅(qū)動器中斷-31PIN.IORDY:驅(qū)動器I/O通道就緒27PIN.DMA RQ:DNA請求-21PIN.DMA CK:DMA請求-29PIN.RESET: 驅(qū)動器復(fù)位-1PIN.LED:硬盤燈-39PIN.2.17 FDD模塊的工作原理 FDD在電腦主機(jī)板上就是軟驅(qū)接口.從90年代初期一直到現(xiàn)在,3.5英寸,1.44MB的軟盤一直是用于PC機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸方式.現(xiàn)在的軟驅(qū)一般只配一個,但BIOS設(shè)置選項中一般還有驅(qū)動器A和B兩個選項,只是驅(qū)動器B是關(guān)閉的而己.2.17.1 FDD的連接方框圖FDD接口I/O2.17.2 FDD的主要信號 1pin-GND(接地) 2pin-RPM(減少寫電流)3pin- GND(接地) 4pin-NC(未用，保留)5pin- GND(接地) 6pin-NC(未用，保留)7 pin- GND(接地) 8pin-INDEX(表索引)9 pin- GND(接地) 10pin-MTRO(馬達(dá)允許)11 pin- GND(接地) 12pin-DR1(驅(qū)動器選擇)13 pin- GND(接地) 14pin-DRO(驅(qū)動器選擇)15 pin- GND(接地) 16pin- MTR（馬達(dá)允許）17 pin- GND(接地) 18pin- FDIR(未用)19 pin- GND(接地) 20pin-STEP(步進(jìn))21 pin- GND(接地) 22pin-WDATA(寫數(shù)據(jù))23 pin- GND(接地) 24pin-WGATE(寫允許)25 pin- GND(接地) 26pin-TRIO（“00”磁道）27 pin- GND(接地) 28pin-WRTPRT(寫保護(hù))29 pin- GND(接地) 30pin-RDATA(讀數(shù)據(jù))31 pin- GND(接地) 32pin-HDSEL(磁頭選擇)33 pin- GND(接地) 34pin-DSKCHG(磁頭更換)2.18 VGA模塊的工作原理 2.18.1 VGA模塊的連接方框圖 北橋VGA控制輸出VGA接口 數(shù)據(jù)線 2.18.2 VGA模塊的主要信號VGA模塊輸出的信號為模擬信號，在電腦主機(jī)板中，只有VGA與AC97輸出的是模擬信號，其他功能模塊輸出均為數(shù)字信號，這是VGA、AC97與眾不同的地方。2.19 S-ATA模塊的功能及工作原理S-ATA（Serial ATA,串行ATA）接口是ATA接口未來的發(fā)展方向。它是Intel公司發(fā)布的最新外設(shè)產(chǎn)品中采用的接口婁型。它是以連續(xù)串行的方式傳送資料，在同一時間點內(nèi)，它只會有1位數(shù)據(jù)傳輸，這樣能減少接口的針腳數(shù)。在原理上，可僅用4根針腳就完成所有的工作，1根針腳步供電，1根針腳發(fā)出信號，1根針腳接收信號，1根針腳作為地線，而且可以降低電力消耗，減少發(fā)熱量。第一代S-ATA（即S-ATA 1.01版本）的數(shù)據(jù)傳輸率為150MB/s，第二代S-ATA的數(shù)據(jù)傳輸率為300 MB/s。實際上在主機(jī)板上的S-ATA接口不止4根針腳，它掛接的硬盤沒有主從盤之分，不需要跳線設(shè)置。 2.19.1 S-ATA的連接方框圖 南橋S-ATA模塊S-ATA供電 2.19.2 S-ATA的主要信號 S-ATS的信號線很少，信號比較簡單，在主板上的排列及信號為：1pin-GND(接地)2pin-TXD3pin-TXN4pin-GND(接地)5pin-RXN6Pin-RXP7Pin-GND(接地)2.20 PCIE模塊的工作原理PIC Express的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異，包括PIC X1、X4、X8、X16、X32、幾種模式（X2模式將用于內(nèi)部接口而不是插槽模式），而且較短的PCI Express 卡可以插入較長的PCI Express插槽中使用。另外，在規(guī)范中PCI Express總線接口支持熱拔插是不小的飛躍。PCI Express 卡支持3種電壓，分別為+3.3V、3.3Vaux、+12V電壓.用于取代AGP總線接口規(guī)范的PCE Express*16接口帶寬為5GB/s，即使排除編碼上的損耗也依然能達(dá)到4GB/s左右的實際帶寬，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了AGP 8X的2.1GB/s的帶寬。2.20.1 PCIE 模塊的工作方框圖北橋芯片PCI Express總線控制器北橋芯片PCI Express總線控制器PCI Express復(fù)位復(fù)位PCI Express*16總線接口（作為顯示卡接口時）時鐘供電時鐘供電2.20.2 PCIE的主要信號（1）物理層（Physical layer）. （2）數(shù)據(jù)鏈路層（Data link Layer）. （3）處理層（Transaction Layer）. （4）軟件層（Software Layer）.2.21 電腦主機(jī)板的供電電路 2.22電腦主機(jī)板前面板插針電腦主機(jī)板的前面板控制插針的主要作用是連接主機(jī)板與電腦機(jī)箱之間的連接借口,通過它可以很方便地監(jiān)測硬盤的工作狀態(tài),電源的工作狀態(tài),控制計算機(jī)的狀態(tài),它的主要功能模塊有:硬盤燈,電源燈,電源開關(guān),復(fù)位開關(guān),紅外線控制借口,蜂鳴器等.(1) 硬盤燈控制插針其英文標(biāo)志為HDD LED;它是通過連接線連接電腦機(jī)箱上的硬盤指示燈,讓人們清楚的知道硬盤的工作狀態(tài).(2) 電源燈控制插針其英文標(biāo)志為POWER LED,它是通過連接線連接電腦機(jī)箱上的電源指示燈,通過該指示燈了解電源的工作狀態(tài).(3) 復(fù)位開關(guān)控制插針其英文標(biāo)志為RESET SW. 它是通過連接線連接電腦機(jī)箱上的復(fù)位按健,主要作用是當(dāng)用戶的電腦在使用過程中出現(xiàn)以外當(dāng)機(jī)后,可以進(jìn)行復(fù)位控制,使電腦重新啟動,進(jìn)入正常狀態(tài).(4) 蜂鳴器控制插針其英文標(biāo)志為SPEAKER它是通過連接線連接電腦機(jī)箱上的蜂鳴器,主要用于用戶監(jiān)視開機(jī)過程,正常情況下開機(jī)時會在出現(xiàn)畫面時有一聲嘀