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做座IBMPC及其兼容机主板电路分析

发布时间:2021-10-15 10:20:45 阅读: 来源:消防电热带厂家

IBM-PC及其兼容机主板电路分析

随着个人计算机(PC-Personal Computer)在各领域的普及,它的内部结构已被人们广泛的认识和了解。作为构成计算机的重要部件——主板,更成为了人们关注的焦点。主板是一台PC的基石,是连接计算机各部件的桥梁,它的稳定性往往决定了一台整机的稳定性。研究和分析主板电路是认识和了解主板功能特性如何实现的重要途径。

下面通过对主板的架构、触发电路、供电电路、时钟电路和复位电路来研究和分析主板电路。

主板架构原理

了解主板架构是掌握主板布局的重要方法,也是分析主板各部分单元电路的基础。分析主板架构的重要依据是主板所采用的芯片组,芯片组是主板的灵魂,是CPU与周边设备联系的桥梁,它决定了主板的速度、性能。早期芯片组由二至四枚芯片组成,现在基本上由两枚芯片组成(一体化芯片主板除外),分别由北桥(South Bridge)和南桥(North Bridge)组成。目前主板芯片组的主要生产厂商有英特尔(Intel)、威盛(VIA)、矽统(SIS)、扬智(ALI)等。下面分别以几款较为典型的芯片组来分析主板的架构。

Intel 440LX、440BX与VIA 693、693A系列芯片组主板架构

图1

此系列芯片组由北桥作为控制芯片,控制和管理高速传输设备,负责内存、图形加速接口(AGP)与CPU的通讯,同时控制位于北桥与南桥之间的PCI总线。由南桥作为系统输入/输出芯片,控制和管理低速设备,如IDE、USB、ISA等外部设备,并通过I/O芯片间接控制键盘、鼠标、串口、并口等外部设备。

Intel 810系列芯片组主板架构

图2

Intel 810系列芯片组增加了图形和内存控制中心(GMCH-Graphics Memory Controller Hub)、I/O控制中心(ICH-I/O Controller Hub)及固件中心(FWH-Firmware Hub)三个部件。从图1与图2的比较可以看出, Intel 810系列芯片组主板在对PCI总线的可提高使用频率控制上发生了变化,GMCH与ICH之间采用了加速中心总线(AHA)进行通讯,其带宽是PCI总线带宽的两倍,ISA总线在这里已不在使用。

Intel 845系列芯片组主板架构

图3

Intel 845系列芯片组,承袭了Intel 8xx系列芯片组的架构,它由内存控制单元(MCH-Intel Memory Controller Hub)以及I/O控制中心(ICH2-Intel I/O Controller Hub 2)组成。MCH和ICH2之间通过Hub Link总线接口进行数据传输。由此芯片组架构的硬件平台搭配Intel Pentium4处理器可实现AGP4X、PC133 SDRAM/DDRAM、Ultra ATA/100 IDE、LAN、USB等功能。

主板触发电路

主板触发电路即开机电路,它的触发方式与电源供应器(简称电源)的结构密切相关。因此,有必要对电源的供电方式进行了解。电源可分为AT和ATX两种结构,目前普遍采用的是ATX结构电源。ATX结构电源有20条引脚,引脚定义与颜色、电压的对应关系见图4:

图4

其中,8引脚为PG(Power Good)信号。9引脚为待机供电。14引脚为PW-ON(Power-On)信号,14引脚与GND(Ground)短接后即可触发电源工作,未触发前9、14引脚输出电压均为+5V,其它引脚无输出电压。

根据电源的两种结构,主板触发也采用两种方式。AT结构电源采用硬开机方式(触发后PW-ON为常闭状态),ATX结构电源采用软开机方式(触发后PW-ON为常开状态)。由于软开机是目前绝大多数主板采用的触发方式,因此我们主要针对这种触发方式进行分析。

触发原理与目的分析:

通过PW-ON触发主板开机电路,开机电路将触发信号进行处理,最终发出低电位信号,将电源14引脚(绿)高电位拉低,触发电源工作,使电源各引脚输出相应电压,为其它设备提供正常供电。

尽管在主板各部分电路的设计与应用中元最早详细介绍1下压力实验机和恒应力压力实验机件及芯片的组合布局方式不完全相同,但是实现的原理与目的始终是一致的。因此,分析典型的电路原理是掌握主板各部分电路知识的重要手段与途径。

触发电路分析:

1. 经过南桥的触发电路(见图、图)

分析:在触发电路中凡是参加开机的元件均由电源9引脚(紫)提供+5V供电。+5V高电位经电阻R1、R2,在PW我国已构建了1个从原料、添加剂到产品-ON非接地端形成+3.3V高电位。当PW-ON被触发(即闭合)瞬间,+3.3V高电位信号被拉低,变为低电位,南桥接收到低电位信号向电源14引脚(绿)发出低电位信

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