電腦主板的原理介紹.doc

第一章 電腦主機板的工作原理介紹1.1電腦主機板的組成目前ATX型主機板的結構組成基本相似，主板上的元器件主要有：CPU插座，內存插槽，總線擴展槽，芯片組， 軟、硬盤接口，外設接口，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是機箱被開啟接頭，8是PCI插槽，9是AGP4X插槽，10是機箱前端通用USB接口，11是BIOS，12是機箱面板接頭，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是風扇電源插座，19是電池，20是軟驅插座，21是ATX電源插座，22是內存插槽，23是風扇電源插座，24是北橋芯片，25是CPU風扇支架，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電腦主機板芯片組介紹 1.2.1目前主機板芯片廠家主要有:intel,VIA,SIS,nvidia,Ati等. 電腦主機板常見的芯片有: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 電腦主機板芯片組功能和信號說明芯片組是主機板的靈魂與核心,芯片組性能的優(yōu)劣,決定了主機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扇.南橋芯片一般位于主機板的下方,PCI插槽的附近.北橋芯片主要負責聯(lián)系CPU和控制內存,它提供對CPU類型,主頻,內存類型及容量,PCI,AGP插槽等硬件設備的支持. 南橋主要負責支持鍵盤控制器,USB接口,實時鐘控制器,數(shù)據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拆焊機器.1.2 電腦主機板架構體系 1.2.1南北橋架構體系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 電腦主機板各模塊的工作原理2.1 CPU在主機板上的供電電壓及電路 CPU是計算機的心臟,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,最大工作電流已達到50A以上.導致了單相供電不能滿足CPU這種低電壓,大電流的需求,必須設計成多相供電來應付.DC的轉換有兩種途徑(1)線性調節(jié);(2)開關穩(wěn)壓調節(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管 VID 電壓識別 電壓反饋 基準電壓振蕩 該電路的工作過程如下:主機板通電后,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內部根據該電壓輸出相應的調寬脈沖信號,該信號被從電源IC驅動后出控制開關場效應管的導通,截止時間.+12V電壓經電感和電容組成的LC濾波電路后與開關管組成開關電路,從而輸出相應的CPU核心工作電壓.該電壓再經電感和電容組成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,其特點是轉換效率高,響應速度快.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，過高則減少調寬脈沖的脈沖平頂，過低則增加調寬脈沖的脈沖平頂來調整開關場效應管的導通，截止時間，達到恒壓的目的。過流，過壓電路主要是為了保護CPU在電流過大或電壓過高時，不被損壞而設計的。在電腦主機板上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主要是與主機板的PCB連接的CPU接口,它有以下幾種信號及其作用:供電,復位,時鐘,控制信號,地址信號,數(shù)據信號等.2.2.3 CPU的復位信號是在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正常有序工作的前提,沒有該信號,計算機就沒有指令,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)據進行處理和調用并尋找該數(shù)據的依據,2.2.6 數(shù)據信號就是CPU要處理和調用并尋找該數(shù)據的依據資料.2.2.7 控制信號是控制CPU按照用戶意圖進行工作的指令.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,內存控制集線器,它的主要作用是與CPU,內存條,南橋,AGP顯示卡等進行數(shù)據交換,是一個數(shù)據傳輸通道.北橋的連接方框圖是:南 橋AGP圖形處理內存插槽VGA接口PCIETV-OUTCPU時鐘控制北 橋2.3.2北橋與各連接模塊的關系及關鍵信號電壓轉換場效應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晶振提供的基準振蕩頻率進行分頻和倍頻得到的,然后傳送到主機板上的各個設備,讓各個設備可以正常地運行. 現(xiàn)時鐘生產廠商有如下幾種:RTM,ICS,CY等.主機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為內存提供時鐘信號,其它的都好似由北橋為內存提供時鐘信號.內存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14.318MHZ頻率. (3) 北橋控制時鐘IC正常工作.與時鐘IC相互關聯(lián)的關系. (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設備需要的100MHZ時鐘頻率. (11) 輸出內存需要的時鐘,依據芯片組不同,內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內存模塊的工作原理2.5.1 內存模塊的連接方框圖內存插槽模組北橋芯片 內存供電 地址線 數(shù)據線從時鐘IC 時鐘線 圖3-4內存工作模快的連接方框圖 2.5.2 內存的供電電壓,供電電路及主要信號 內存的電壓有兩種,一種是內存的主供電電壓,它的電壓與CPU一樣,也是越來越低,如30PIN與72PIN內存供電電壓為+5V.168PIN SDRAM 內存為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. 內存插槽上的主要的信號有:如DDR內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)據位.；(9) DATA:數(shù)據信號線.主流DDRI的數(shù)據線連接圖如下:電阻北橋芯片電阻 內 存插槽 VTT電壓上圖是內存插槽和內存條的實物圖現(xiàn)在一般主流的DDRI的內存插槽上面都會有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行數(shù)據處理與傳輸,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)范為基礎進行了擴充和改進,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)據傳輸帶寬達到1066MB/S,數(shù)據傳輸能力大大提高.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,只在一些高檔服務器主機板上使用.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板.AGP插槽上的主要信號有:供電,復位,時鐘,地址,數(shù)據信號.AGP1X,2X的供電電壓為3.3V,4X的為1.8V,8X的為1.5V.AGP4X和AGP8X的復位信號在AGP卡槽的位置為A7.是在開機的瞬間給AGP顯示卡提供一個復位信號,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)據信號直接與北橋內部的AGP工作模塊相連,供尋址與傳輸數(shù)據用.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)據傳輸方式和ACPI(高級電源管理)等I/O設備的支持.南橋主要的作用就是傳輸數(shù)據和管理外圍接口設備.北橋芯片控制模塊AGP總線插槽供電電壓時鐘復位北橋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接口功能設備的正常運行.分擔南橋所管理的一些外圍設備，減輕南橋的工作負荷，使南橋有更多時間處理其他數(shù)據請求，加速計算機運行。I/O IC一般采用+5V和+3.3V以及+3.3V的待機電壓供電。一般的I/O IC主要管理的外設有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，通過一些電路設計，我們可以在CMOS設置中看到機箱電源所提供給主機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，所有的機箱電源電壓輸出誤差范圍在5%，則+12V應在+11.4V與+12.6V之間。2.9 PCI總線模塊的工作原理復位2.9.1 PCI總線的連接方框圖供電PCI Slots供電1394 ROM復位PCI BUS南橋芯片 數(shù)據線 數(shù)據線供電1934 地址線 地址線獨立時鐘 時鐘線 時鐘線 LAN LAN ROM 復位 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)據線：用來傳輸總線上的數(shù)據。Address地址線：用來尋找總線設備的數(shù)據的地址。Reset:復位信號，用來初始化PCI總線設備，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總線的主要連接設備類型我們說PCI總線是一種規(guī)范，是一種開放的總線標準，那就是說只要符合該規(guī)范標準的設備都可以掛在PCI總線上面。如今比較流行的PCI設備主要有：（1）PCI總線的音效卡，如創(chuàng)新、啟高等廠商生產的PCI聲卡。（2）1394又稱IEEE 1394（工業(yè)火線標準），是一種開源的規(guī)范標準，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設備正常運行還必須為每一個設備分配一個ID號碼，這個號碼是用特殊的程序燒錄在一個ROM芯片中的，用來識別設備用的。沒有這個ID號碼，是不可以接外部設備的，否則會出現(xiàn)不能識別設備的情況。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備與電腦連接性能而制定的高速串行總線，傳輸速率可達400Mbit/s,利用該接口我們可以輕易把1394攝像機、硬盤刻錄機等與電腦直接相連。并且IEEE 1394規(guī)范支持熱拔插，可以自動偵測設備的加入與移出動作，并重新整合，無須人工干預。（3）PCI總線的網卡，如RTL、VIA等廠商生產的PCI網絡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。也就是說每一塊網卡的ID號碼都是惟一的，如果出現(xiàn)兩塊網卡的ID號碼相同，那么后使用的那一塊網卡一定不能使用。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去?，F(xiàn)在的電腦主機板上一般都集成了10M100M的以太自適網卡，其功能與獨立網卡一樣。其芯片型號一般有RTL8100、RTL8139等；一些高檔的主機板上甚至集成了1000M網卡，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)據通道S/PDIF 接口 ALink總線 復位供電時鐘晶體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 麥克風輸入122Pin MIC-2 麥克風輸入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”。它是一種應用在PC領域的新型接口技術。USB設備之所以能在市場迅速得到廣泛應用，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）標準統(tǒng)一；（4）可以同時連接各個設備；最多可以連接127個設備。USB有兩種規(guī)范標準，即USB1.1規(guī)范標準，它的傳輸速率為12MB/s;USB2.0規(guī)范標準，它的傳輸速率為480MB/s，是USB1.1的40倍左右。隨著USB技術的日益發(fā)展，USB的應用也越來越廣泛。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)據信號輸入 D+數(shù)據信號輸入 D-數(shù)據信號輸出 D-數(shù)據信號輸出 D-數(shù)據信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 數(shù)據 接地 輸出 輸入 5 6 7 8 5V 數(shù)據 數(shù)據 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)計算機的發(fā)展,KB/MOUSE作為計算機最常用的輸入設備,其發(fā)展也備受人們的關注.PS/2接口協(xié)議是現(xiàn)在大多數(shù)鍵盤,鼠標與PC機通信的標準協(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 鼠標接口針腳圖 04 O2 O1 O3 注：鍵盤，鼠標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 數(shù)據空地 5V時鐘 空 鍵盤 數(shù)據 空 地 5V 時鐘 時鐘 O6 O5 主機板背面鍵盤，鼠標接口針腳位 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 數(shù)據 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 3-TXD（TRANSMITTED DATA）通過終端將串行數(shù)據發(fā)出。 4-DTR數(shù)據終端設備準備好 5-SG信好接地 6-DSR數(shù)據裝置準備好 7-RTS請求發(fā)送（數(shù)據） 8-CTS 允許發(fā)送（數(shù)據） 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)據的借口規(guī)范，最常連接的設備為打印機，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)據選通) 2-9PIN:DATA0-DATA7,數(shù)據傳輸信號線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排針的基礎上增加了40針的地線，以進一步提高數(shù)據傳輸速度，以及數(shù)據傳輸?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標準接口，即使是Ultra ATA133也出現(xiàn)不堪負荷的局面，使之成為傳輸數(shù)據的瓶頸，阻礙了計算機的發(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 器復位 數(shù)據線于 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備如硬盤,光驅,它的主要信號有以下幾種: DD0-DD15:驅動器數(shù)據總線3-18PIN.DA0-DA2: 驅動器地址總線:DA0-35PIN;DA1-33PIN;DA2-36PIN.DIOR:驅動器I/O讀25PIN.DIOW: 驅動器I/O寫-23PIN.IDS16: 驅動器16位I/0INTR:驅動器中斷-31PIN.IORDY:驅動器I/O通道就緒27PIN.DMA RQ:DNA請求-21PIN.DMA CK:DMA請求-29PIN.RESET: 驅動器復位-1PIN.LED:硬盤燈-39PIN.2.17 FDD模塊的工作原理 FDD在電腦主機板上就是軟驅接口.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機中的標準的數(shù)據傳輸方式.現(xiàn)在的軟驅一般只配一個,但BIOS設置選項中一般還有驅動器A和B兩個選項,只是驅動器B是關閉的而己.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(馬達允許)11 pin- GND(接地) 12pin-DR1(驅動器選擇)13 pin- GND(接地) 14pin-DRO(驅動器選擇)15 pin- GND(接地) 16pin- MTR（馬達允許）17 pin- GND(接地) 18pin- FDIR(未用)19 pin- GND(接地) 20pin-STEP(步進)21 pin- GND(接地) 22pin-WDATA(寫數(shù)據)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)29 pin- GND(接地) 30pin-RDATA(讀數(shù)據)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)布的最新外設產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，它只會有1位數(shù)據傳輸，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)據傳輸率為150MB/s，第二代S-ATA的數(shù)據傳輸率為300 MB/s。實際上在主機板上的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到4GB/s左右的實際帶寬，也遠遠超過了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復位復位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)據鏈路層（Data link Layer）. （3）處理層（Transaction Layer）. （4）軟件層（Software Layer）.2.21 電腦主機板的供電電路 2.22電腦主機板前面板插針電腦主機板的前面板控制插針的主要作用是連接主機板與電腦機箱之間的連接借口,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),控制計算機的狀態(tài),它的主要功能模塊有:硬盤燈,電源燈,電源開關,復位開關,紅外線控制借口,蜂鳴器等.(1) 硬盤燈控制插針其英文標志為HDD LED;它是通過連接線連接電腦機箱上的硬盤指示燈,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志為POWER LED,它是通過連接線連接電腦機箱上的電源指示燈,通過該指示燈了解電源的工作狀態(tài).(3) 復位開關控制插針其英文標志為RESET SW. 它是通過連接線連接電腦機箱上的復位按健,主要作用是當用戶的電腦在使用過程中出現(xiàn)以外當機后,可以進行復位控制,使電腦重新啟動,進入正常狀態(tài).(4) 蜂鳴器控制插針其英文標志為SPEAKER它是通過連接線連接電腦機箱上的蜂鳴器,主要用于用戶監(jiān)視開機過程,正常情況下開機時會在出現(xiàn)畫面時有一聲嘀