Phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mainboard và phương pháp khắc phục một số hư hỏng

Đồ án tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001:2008 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Ngƣời hƣớng dẫn: Thạc sỹ Đỗ Anh Dũng Sinh viên : Đặng Văn Hiệp HẢI PHÒNG - 2010 Đồ án tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - Phân Tích Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Mainboard Phương Pháp Khắc Phục Một Số Hư Hỏng Thường Gặp ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Ngƣời hƣớng dẫn Sinh viên : Thạc Sỹ Đỗ Anh Dũng : Đặng Văn HIệp Hải Phòng - 2010 Đồ án tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đồ án tốt nghiệp Sinh viên :Đặng Văn Hiệp Mã số : 100299 Lớp : ĐT1001 Ngành: Điện tử viễn thông Tên đề tài : Phân Tích Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Mainboard Phƣơng Pháp Khắc Phục Một Số Hƣ Hỏng Thƣờng Gặp Đồ án tốt nghiệp NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đồ án tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp Công ty Thông Tin Điện Tử Hàng Hải Việt Nam CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên : Đỗ Anh Dũng Học hàm, học vị: Thạc Sỹ Cơ quan công tác : Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn : ………………………………………………………… ……… …… …………………………………………………………………… … Đồ án tốt nghiệp ……………………………………………………………… .… …… ……………………………………………………………… .… …… Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hƣớng dẫn : ……………………………………………………………… .… …… …………………………………………………………… .…… …… ……………………………………………………………… .… …… Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2010 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng năm 2010 Đồ án tốt nghiệp Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Hải Phòng, ngày tháng năm 2010 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đồ án tốt nghiệp Đánh giá chất lƣợng đồ án ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ) : …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng năm 2010 Cán hƣớng dẫn Đồ án tốt nghiệp PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán phản biện (Điểm ghi số chữ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 10 Đồ án tốt nghiệp 2.7.2 Nguyên lý hoạt động mạch Clock Gen Hình 2.30 Sơ đồ khối IC - Clock Gen Khi có điện áp VDD 3,3V cung cấp vào mạch IC, mạch dao động tạo xung gốc thạch anh 14,3MHz hoạt động tạo dao động chuẩn 14,3MHz., sau mạch tạo xung Clock lấy dao động chuẩn từ thạch anh nhân với tỷ lệ định tạo tần số xung Clock khác cung cấp cho thành phần Mainboard 67 Đồ án tốt nghiệp Chƣơng CÁC HƢ HỎNG THƢỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC CỦA MAINBOARD 3.1 CẤP NGUỒN VCORE CHO CPU Khi lắp CPU Ram, nguồn ngoại vi khác vào máy không hoạt động Dùng đồng hồ vạn đo Vol thấy mức cấp nguồn cho CPU Hình 3.1 Đo mức cấp nguồn cho CPU Các lỗi thƣờng gặp Chập mosfet cấp nguồn dẫn đến nguồn CPU Khi mosfet bị chập ba chân gây cháy nổ cấp nguồn cung cấp nguồn khơng có phần bảo vệ chống q dịng Dễ thấy mosfet nóng mau sau bật máy chừng vài phút Hoặc đo nguội cách tháo chân G S khỏi mainboard, sau dùng dồng hồ vạn đo nội trở chân Nếu không bóng bị chập Chết IC giao động, IC đảo pha Lỗi thƣờng xảy có cách thay mà thơi Có thể kiểm tra cách dùng Oscillo đo dạng xung chân G mosfet Nếu có xung chết bóng, khơng có xung IC IC bị hỏng 68 Đồ án tốt nghiệp Các tụ lọc nguồn bị nổ khô tụ thƣờng xuyên làm việc nhiệt độ cao gây tình trạng kén CPU, lúc chạy đƣợc lúc khơng hoăc có chạy hay bị treo máy Cẩn thận thay tụ Nên thay tụ có trị số từ đến lớn phải giống cho tụ lọc cấp nguồn đầu CPU Tháo hết linh kiện mạch tƣợng chập nguồn, đƣờng điện áp 12V sụt Main bị chập chipset cầu Bắc Do số mainboard, chip Bắc dùng chung nguồn với Vcore cấp cho CPU Các bƣớc kiểm tra: Nội trở nguồn Vcore (Thƣờng bị chập mosfet IC giao động) Tháo mosfet đo để phát chạm chập rỉ Kiểm tra lại đƣờng mạch chạy từ chân G mosfet IC giao động (Hay bị hở mạch dẫn đến điện áp) Nguồn Vcc cấp cho IC giao động (Thƣờng nguồn đứt trở cầu chì chạm chết IC) 3.2 BỊ HỎNG MẠCH MỞ NGUỒN ( bật nút Power On lên nhƣng Main không chạy ) Các thành phần mạch mở nguồn: Chân Power On (màu xanh cây) giắc cắm 20 chân / 24 chân nguồn ATX cắm lên mainboard Nguồn 5V STB (dây tím cấp trƣớc) Nguồn 3V3 STB đƣợc hạ áp từ 5V STB (Đo chân A14 Khe PCI) Công tắc Power On nối với pin Power ON panel pin Chip SIO Chip cầu NAM, Thạch anh 32M cho chip NAM Mosfet đảo IC đệm (nếu có) 69 Đồ án tốt nghiệp Mạch có dạng chính: Hình 3.2 Mạch khởi động nguồn có cơng tắc vào Chipset nam có đèn khuếch đại đảo lệnh P.ON 70 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.3 Mạch khởi động nguồn có cơng tắc vào Chipset Nam khơng có đèn khuếch đại đảo lệnh P.ON Hình 3.4 Mạch khởi động nguồn có cơng tắc vào SIO khơng có đèn khuếch đại đảo lệnh P.ON 71 Đồ án tốt nghiệp Các nguyên nhân chính: Chết Mosfet đảo nối đƣờng PS-On với chip SIO Hỏng thạch anh 32k cho chipset Nam Hở chân lỗi chipset Nam Hở chân lỗi chip SIO Cách kiểm tra sửa chữa: Trƣớc tiên, cần kiểm tra mức nguồn 5V (hoặc 2.5V) chân cơng tắc (PWR nhƣ hình) Nếu dị xem mức nguồn chip SIO hay chip NAM cấp Khò lại thay chip, kết thúc bƣớc phải có mức nguồn 5V chân cơng tắc Hình 3.5 Kiểm tra mức nguồn 5V chân cơng tắc PWR Kiểm tra xem mạch kích nguồn thuộc dạng nào: Dò từ chân màu xanh đến chip SIO (nhƣ hình minh họa) Nếu có đƣờng đo đƣợc =0 nằm dạng dạng 72 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.6.a Kiểm tra mạch kích nguồn Cịn tất đƣờng > nằm dạng Khi ta phải cố gắng tìm mosfet nhỏ bị lỗi (thƣờng chập gây cắm nguồn chạy ngay, đứt) khu vực dây xanh chip SIO Hình 3.6b Kiểm tra mạch kích nguồn 73 Đồ án tốt nghiệp Nếu nằm dạng phải khò lại chip SIO thay chip SIO Nên nhớ phải thay trị số IC Thƣờng Wxxxx ITxxxx Hình 3.7 Hình dạng chíp super I/O Nếu nằm dạng thời gian ta phải đảm bảo chip Nam chip SIO phải tốt hết mở nguồn đƣợc Ngồi nhiều trƣờng hợp thạch anh chipset Nam bị lỗi cho chip Nam không hoạt động Nên thay thử thạch anh trƣớc xử lý chipset Nam 3.3 MAIN BỊ HỎNG MẠCH TẠO XUNG CLOCK 3.3.1 Biểu máy hỏng mạch Clock Gen Mạch Clock Gen hoạt động trƣớc IC Mainboard hoạt động sau nguồn ATX (nguồn chính) sau mạch ổn áp nhƣ mạch VRM (ổn áp cho CPU), mạch ổn áp cho RAM, cho Chipset Mạch cung cấp xung Clock cho thành phần khác Mainboard hoạt động nhƣ CPU, Chipset bắc, Chipset nam, SIO, ROM BIOS, khe AGP, PCI, IDE … Vì hỏng mạch Clock Gen Mainboard khơng khởi động, bật cơng tắc quạt nguồn có quay nhƣng máy khơng khởi động, khơng có âm báo cố, khơng lên hình 3.3.2 Phƣơng pháp kiểm tra xung Clock Dùng Card Test Main, gắn vào khe PCI, cấp nguồn cho Mainboard bật công tắc, quan sát trạng thái đèn CLK (Khi kiểm tra xung Clock, Mainboard Pen3 bạn không cần gắn CPU, Main Pen4 bạn cần phải gắn CPU) Lƣu ý: Trƣớc gắn CPU vào Main, bạn cần kiểm tra điện áp VCORE để đề phòng mạch VRM hỏng điện áp tăng cao làm hỏng CPU 74 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.8 Dùng card test main kiểm tra xung clock 3.3.3 Trƣờng hợp kiểm tra thấy mạch xung Clock tốt nhƣ sau Khi bật nguồn mà đèn CLK Card Test Main sáng lên (sáng trì) cho ta biết thông tin nhƣ sau: - Bản thân mạch Clock Gen Mainboard hoạt động tốt - Nguồn ATX mạch ổn áp VRM cấp cho CPU thƣờng hoạt động tốt 3.3.4 Trƣờng hợp kiểm tra thấy xung Clock nhƣ sau Trƣờng hợp kiểm tra Card Test Main thấy đèn CLK khơng sáng thông thƣờng mạch Clock Gen bị hỏng - Do bong mối hàn chân IC - Do hỏng thạch anh dao động 14,3MHz - Do hỏng IC - Clock Gen 3.3.5 Trƣờng hợp kiểm tra thấy đèn CLK sáng lúc (khoảng 10 giây) tắt Trƣờng hợp thƣờng nguyên nhân sau: - Nguồn ATX bị lỗi => Mất điện áp P.G - Mạch VRM (ổn áp cho CPU) không hoạt động điện áp sai tín hiệu VRM_GD - Mạch ổn áp cho RAM có vấn đề (chỉ số Main ảnh hƣởng đến xung Clock) 75 Đồ án tốt nghiệp - Mạch ổn áp cho Chipset có vấn đề (chỉ số Main ảnh hƣởng đến xung Clock) 3.4 SỬA CHỮA BỆNH MẤT XUNG CLOCK 3.4.1 Sửa chữa bệnh xung Clock (đèn CLK không sáng kiểm tra Card Test Main) Nguyên nhân: Hiện tƣợng thƣờng hỏng mạch Clock Gen - Do hỏng mối hàn chân IC - Do hỏng thạch anh 14,3MHz - Do hỏng IC tạo xung Clock Sửa chữa: - Xác định vị trí mạch Clock Gen (Bạn tìm Mainboard IC (thường IC có hai hàng chân) bên cạnh có thạch anh 14.3MHz => IC tạo xung Clock, IC thạch anh tạo nên mạch Clock Gen) Hình 3.9 Xác định vị trí mạch clock Gen - Vệ sinh khu vực quanh IC - Dùng máy hàn khò, khò lại chân IC tạo xung Clock - Thay thử thạch anh 14.3MHz - Nếu không đƣợc ta phải thay IC tạo xung Clock Sau thao tác ta cần thử lại, có đèn CLK Card Test Main sáng lên ta sửa xong 3.4.2 Sửa chữa bệnh xung Clock (đèn CLK sáng lúc tắt kiểm tra Card Test Main) Nguyên nhân: Hiện tƣợng thƣờng - Nguồn ATX có cố làm xung P.G - Mạch VRM có cố làm điện áp VRM_GD ta chƣa lắp CPU vào 76 Đồ án tốt nghiệp Mainboard - Hỏng thạch anh 14,3MHz mạch dao động - Bong chân IC tạo xung Clock Sửa chữa: - Thay thử nguồn ATX tốt - Gắn CPU vào Mainboard kiểm tra lại - Kiểm tra mạch VRM điện áp VCORE cấp cho CPU - Thay thạch anh 14,3 MHz - Khò lại chân IC tạo xung Clock 3.5 MAIN BỊ MẤT XUNG RESET Khi mainboard bị xung Reset gây tƣợng bật nguồn quạt có quay, máy khơng khởi động, hình khơng lên Khơng có âm báo khởi động loa 3.5.1 Khái niệm xung reset Reset hệ thống tín hiệu phát từ Chipset nam để khởi động thành phần Mainboard hoạt động, tín hiệu Reset hệ thống kiểm tra đƣợc Card Test Main, Main bị tín hiệu Reset hệ thống Chipset bắc, CPU thành phần khác hoạt động đƣợc, Mainboard khơng khởi động, khơng báo cố, khơng lên hình Đối với mainboard: mạch reset tiến hành kiểm tra tất thành phần main, có thành phần bị hƣ hỏng đèn reset sáng liên tục -> Mạch reset lỗi Cịn tất đủ đèn reset sáng tắt -> Mạch OK Cịn đèn khơng sáng 100% mạch reset bị hỏng 77 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.10 Sơ đồ kiểm tra xung Reset 3.5.2 Cách kiểm tra “xung Reset” Sử dụng Card test Mainboard Khi cắm card vào khe PCI Main tiến hành bật máy, quan sát đèn RST ta thấy nhƣ sau: Nếu đèn sáng tắt mạch reset tốt Khi ta cần xác định lại cách nấn nút reset đèn sáng tắt ta thả nút reset mạch reset hệ thống tốt Cịn đèn reset khơng sáng đèn reset sáng liên tục mạch reset bị lỗi Hình 3.11 Sử dụng card main kiểm tra khe cắm PCI 3.5.3 Cách xử lý Cần nhớ kiểm tra tất mức nguồn cấp cho mainboard xung clock tốt kiểm tra xung reset 78 Đồ án tốt nghiệp Sau nguyên nhân dẫn đến xung reset: Jumper CLEAR CMOS không cắm vào Main Mất nguồn 1,8V cấp cho Chipset Mất nguồn 1,5V cấp cho Chipset Hỏng mạch ổn áp cho RAM cho Card AGP Hỏng mạch Clock Gen (chƣa có xung Clock) Chƣa gắn CPU vào Mainboard - mạch VRM không hoạt động Mạch VRM có cố (mất áp Vcore) Lỗi hỏng chipset cầu NAM Trên lỗi hƣ hỏng thƣờng gặp Mainboard Ngồi máy vi tính cịn gặp nhiều hƣ hỏng khác nhƣ hỏng nguồn, Ram, khơng nhận bàn phím, chuột… 79 Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Quá trình nghiên cứu, tìm hiểu thực tế tiến hành thực đồ án, đƣợc hƣớng dẫn bảo nhiệt tình Thạc sĩ: Đỗ Anh Dũng thầy giáo môn Điện – Điện tử viễn thơng, giúp đỡ nhiệt tình bạn bè Đồ án tốt nghiệp với đề tài “Phân tích cấu tạo nguyên lý hoạt động Mainboard phương pháp khắc phục số hư hỏng” hoàn thành đạt đƣợc số kết sau: - Tìm hiểu lịch sử phát triển máy tính nhiệm vụ thiết bị máy tính - Nghiên cứu cấu tạo nguồn nguyên lý hoạt động - Nghiên cứu cấu tạo nguyên lý hoạt động mainboard - Tìm hiểu hƣ hỏng thƣờng gặp cách khắc phục mainboard Kết đồ án giúp cho em có nhìn tổng quan cấu tạo nguyên lý hoạt động, mạch mainboard cách khắc phục số hƣ hỏng thƣờng gặp main…Tuy nhiên trình thực đồ án này, thân em khơng tránh khỏi thiếu sót điều kiện khách quan chủ quan mà thân chƣa khai thác hết Em mong thầy, cô giáo ngƣời quan tâm tới vấn đề đóng góp bổ xung để đồ án đƣợc hoàn thiện hơn, nâng cao đƣợc khả ứng dụng Cuối em xin chân thành cám ơn tới tập thể thầy giáo, cô giáo khoa nhiệt tình tạo điều kiện hƣớng dẫn, giúp đỡ thuận lợi để em hoàn thành đồ án Hải phòng, ngày 12 tháng 07 năm 2010 Sinh viên thực Đặng Văn Hiệp 80 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Đức Lung (2007), Giáo trình kiến trúc máy tính I, nhà xuất Đại học Quốc Gia TPHCM Võ văn Chín, Nguyễn Hồng Vân, Phạm Hữu Tài ( 2003), Giáo trình kiến trúc máy tính, nhà xuất Đại học Cần Thơ Nguyễn Nam Thuận, Trịnh Tuấn Minh ( 2007 ), Giáo trình Sủa chữa, nâng cấp cài đặt máy tính, nhà xuất ĐHQG TPHCM Website : http://www.ebook.edu.vn Website : http://tailieu.vn 81 ... nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - Phân Tích Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Mainboard Phương Pháp Khắc Phục Một Số Hư Hỏng Thường Gặp ĐỒ ÁN TỐT... xử lý tốt Trong đồ án tốt nghiệp ? ?Phân tích cấu tạo nguyên lý hoạt động Mainboard phương pháp khắc phục số hư hỏng? ?? đƣợc hƣớng dẫn Thạc sĩ : Đỗ Anh Dũng giúp em sâu nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý. .. tốt nghiệp Chƣơng CẤU TẠO MAINBOARD VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MAINBOARD 2.1.1 Phân tích sơ đồ khối tổng quát MainBoard Hình 2.1 Sơ đồ khối tổng quát Mainboard Trong hệ