第5章主機板各電路工作原理
在學習主機板維修之前，我們先對主機板的基本工作原理，做乙個大體的講解。當插上atx插頭之後，atx電源紫色線向主機板上各參與開機電路的元件提供待機電壓，此時主機板處於等待狀態，當點pwr開關後，觸發開機電路，將atx電源的綠線置為低電平，atx電源12v、5v、3.3v向主機板上輸出各項供電，cpu、北橋、南橋等各主要晶元供電正常後，時鐘晶元給主機板上各裝置送出時鐘訊號，南橋向主機板上各裝置發出復位訊號，cpu被復位後，發出定址指令，經北橋，南橋選中bios，讀取bios晶元中儲存的post自檢程式，由post程式對主機板上各裝置包括cpu、晶元組、主儲存器、cmos儲存器、板載i/o裝置及顯示卡、軟盤/硬碟子系統、 鍵盤/滑鼠等進行測試，測試全部通過，喇叭發出一聲「嘟」的鳴叫，表示主機板檢測已經完成，系統可以正常使用。
若檢測中出現問題，則會發出報警聲並中斷檢測，此時我們使用主機板debug卡，根據上面顯示的**，就可以知道問題是出現在什麼部分，進行針對性維修。
我們根據主機板的基本工作原理，對應的把主機板分為六大電路進行講解，分別為開機電路、供電電路、時鐘電路、復位電路、bios電路及介面電路進行講解。
4.1 主機板開機電路
4.1.1軟開機電路的大致構成及工作原理
開機電路又叫軟開機電路,是利用電源(綠線被拉成低電平之後,電源其它電壓就可以輸出)的工作原理,在主機板自身上設計的乙個線路,此電路以南橋或i/o為核心,由閘電路、電阻、電容、二極體（少見）三極體、閘電路、穩壓器等元件構成，整個電路中的元件皆由紫線5v提供工作電壓，並由乙個開關來控制其是否工作，(如圖4-1)
當操作者瞬間觸發主機板上power開關之後，在power開關上會產生乙個瞬間變化的電平訊號，即0或1的開機訊號，此訊號會直接或間接地作用於南橋或i/o內部的開機觸發電路，使其恆定產生乙個0或1的的訊號，通過外圍電路的轉換之後，變成乙個恆定的低電平並作用於電源的綠線。當電源的綠線被拉低之後，電源就會輸出各路電壓（紅5v、橙3.3v、黃12v等）向主機板供電，此時主機板完成整個通電過程。
圖4-1 主機板通電電路的工作原理框圖
4.1.2 intel主機板83627hf例項講解：
w83627系列i/o在intel晶元組的主機板中從intel810主機板開始,到目前的主機板當中,都有廣泛的應用,而且在實際維修中極容易損壞. 下面我們以intel晶元組上最常見的83627hf開機電路圖（見圖4-2）為例，講解開機電路的具體工作流程。
圖4-2 83627hf開機電路圖
1、插上atx電源後，82801db的南橋得到3.3vsb和1.5vsb待機電壓，5vsb 給i/o晶元83627hf的61腳提供5vsb待機電壓，圖中的cmos跳線安裝在1、2腳位置，南橋cmos電路工作正常，給32.
768k的實時晶振產生起振電壓，32.768k的晶振起振後將此頻率送到南橋，
2、83627hf的61腳上是由5vsb紫色線提供的待機電壓，提供i/o內部的開機觸發電路工作所需要的供電。
3、點pwr開關，83627hf的68腳上得到乙個高電平，67腳經內部電路邏輯給南橋送出
乙個3.3v到0v的電壓跳變，此訊號叫做pwrbtn_sb#訊號，南橋收到此訊號後，給i/o晶元的第73腳送出slp_s3#訊號，i/o收到此訊號後，在72腳送出乙個持續的低電平，將綠線電壓拉低，完成開機。
注釋：圖4-2中 3.3vsb 1.5vsb為5vsb（紫色線）經電路轉換後得到的待機電壓。其轉換方式見圖4-4及圖4-5。
4-2圖中紅色框內為cmos電路原理圖，圖中所示跳線為cmos跳線，2腳接入南橋rtctst#腳，此訊號腳為rtc實時振盪電路復位引腳，低電平有效，當低電平時將清除南橋內部cmos電路設定。當atx電源有5vsb供電時，5vsb經過二極體d1給cmos跳線2腳3v左右電壓，當斷開atx供電時，由cmos電池為2腳繼續提供高電平。這就是為什麼我們主機板放置很久還可以儲存cmos設定及cmos時間可以準確走時的原因。
當跳線安裝在2-3位置的時候，則會清除cmos設定，32.768k晶振停振。此時主機板無法加電。
當主機板無法儲存cmos設定時，則應檢修此電路，常見的為二極體d1或者d2損壞造成的。
4.1.3 via晶元組主機板典型開機電路圖
via vt8235南橋為例，講解via晶元組主機板典型開機電路圖。見圖4-3。
圖4-3 vt8235 開機電路圖
開機流程：
1、 插上atx電源後，pwr開關處2腳為3.3vsb經過472送來的高電平。南橋得到3.
3vsb和2.5vsb的待機電壓，此電壓為5vsb轉換得到。cmos跳線跳到正常位置，32.
768k晶振起振，給南橋提供32.768k的振盪頻率。此時南橋處於待機狀態。
2、 點pwr開關，即短接pwr開關的1、2腳，將2腳電壓拉低，給南橋乙個由高到低的電平變化，這個瞬間的低電平觸發南橋內部的開機電路，南橋內部電路邏輯轉換，發出持續高電平，經r5後，是三極體q1導通，q1導通後，c極接地，將綠線拉低，完成開機。
注釋：q1為npn三極體，via晶元組主機板一般通過南橋開機，南橋發出為持續高電平，所以須經過此三極體轉換為低電平，此三極體在via晶元組主機板中極為常見。
4.1.4 南橋待機電壓產生電路示意圖
第一種產生方式是由1117、1084等線形電源穩壓器降壓產生。見圖4-4。
圖4-4 南橋待機電壓3.3vsb 及1.5vsb 產生圖
第二種產生方式由三極體或者場效電晶體降壓產生，見圖4-5。
圖4-5 場管降壓產生南橋3.3vsb
各種常見南橋的待機電壓見表4-1。
表4-1 常見南橋待機電壓
4.1.5 南橋及常見i/o的觸發方式
分析開機電路，重要的是要了解主機板是通過什麼晶元（i/o、南橋）完成的開機及他們的觸發方式，見表4-2。為方便記憶，我們把瞬間電平觸發稱為「低（高）進」把i/o或者南橋發出的持續電平稱為「高（低）出」。如：
83627hf為瞬間高電平觸發，觸發後持續發出低電平，則我們成它的觸發方式為「高進低出」。在表4-2中，我們列出了各種常見的i/o及南橋的觸發方式，對於一些不常見的晶元，要了解他們的觸發方式，我們可以通過跑電路去分析。跑電路的方法及注意事項在4.
1.6節中我們有詳細介紹。
表4-2 常見i/o及南橋的觸發方式
4.1.6主機板中常見的幾種開機電路圖
下面是幾種常見的開機電路圖（見圖4-6、4-7、4-8、4-9、4-10），請讀者按照我們上面的講解試著分析一下。
圖4-6 via686a南橋開機電路圖
圖4-7 zc-845dab 開機電路圖
圖4-8 tm-845glm主機板開機電路圖
圖4-9 ga-8irx 主機板開機電路圖
圖4-10 asrock p4s61 開機電路圖
4.2 主機板供電電路
4.2.1 主機板的供電機制
主機板供電電路(見圖4-11 )是主機板中最容易損壞的部分，在實際的維修中占有相當大的比例，在學習本節之前，我們先來了解一下主機板的供電機制。
atx電源的功率電壓輸出有+12v、+5v、+3.3v。atx12v電源主要提供+12v、+5v、+3.
3v、+5vsb、-12v五組電壓，-5v由於isa裝置的消失，在最新的atx12v版本中已經去掉。另乙個負電壓-12v雖然用得很少，但卻不能忽視，因為ac』97、串列埠以及pci介面還需要這個負電壓。
+12v電壓目前可以說是最重要的，+12v主要是給cpu供電，通過vrm9.0（電壓調整模組）調節成1.15~1.
75v核心電壓，供cpu（60a）、vttfsb（2.4a）、cpu-i/o（2.5ma）。
+12v除了cpu外，還提供給agp、pci、**r（***munication ***work riser）。
相對來說，+5v和+3.3v就複雜多了。
+5v被分成了四路。第一路經過vid（voltage identification definition）調整模組調整成1.2v供cpu，主機板會根據處理器上5根vid引腳的0/1相位(見文尾附表)來判別這塊處理器所需要的vcc電壓（也就是我們常說的cpu核心電壓）。
第二路經過2.5v電壓調整模組調整成2.5v供記憶體，並經過二次調整，從2.
5v調整到1.5v供北橋核心電壓、vccagp、vcchi。第三路直接給usb裝置供電。
第四路供給agp、pci、**r供電。
+3.3v主要是為agp、pci供電，這兩個介面佔了+3.3v的絕大部分。
除此之外，南橋部分的vcc3_3以及時鐘發生器、lpc super i/o（例如winbond w83627thf-a）、fwh（firmware hub，即主機板bios）也是由+3.3v供電。
+5vsb這一路電壓與開關機、喚醒等關聯緊密；+5vsb在intel 845ge/pe晶元組中至少需要1a的電流，目前絕大部分電源的+5vsb都是2a。其中一路調整成2.5v電壓供記憶體；第二路調整成1.
5v，在系統掛起時為南橋提供電壓；第三路調整成3.3v供南橋（同樣也是用於系統掛起）、agp、pci、**r；第四路直接供usb埠。
主機板供電電路框圖見圖4-11。
輸出為1.5v、2.5v、3.3v、vcc。
圖4-11 主機板供電電路框圖
在這一章節的學習中，我們按照以下幾個供電模組來講述主機板供電電路。
1、 cpu主供電，也成為vrm模組。cpu主供電一般稱為v-core。
2、 ddr記憶體供電，分別為ddr_vcc,記憶體主供電，電壓為2.5v及ddr_vtt，負載電壓，也可稱為輔助電壓，電壓為1.25v。
3、 agp供電，也成為agp_vddq。
4、 匯流排供電，不同的晶元組需要不同的供電電壓，常見的為1.5v、2.5v、1.8v。
4.2.2 cpu主供電
1、cpu主供電的大致構成及工作原理（見圖4-12）
cpu主供電是cpu工作的必須條件，主要由電源ic、場效電晶體、電感線圈、電容等組成，有時會再加入穩壓二極體、三極體組成cpu主供電路。現在的主機板基本上都為開關電源供電方式，將輸入的直流電通過乙個開關電路轉換為寬度可調的脈衝電流，然後再通過濾波電路轉換回直流電。通過pwm控制器ic晶元發出脈衝訊號控制mosfet場效電晶體輪流導通和關閉。
圖 4-12 cpu主供電工作原理
如圖4-12所示，主機板通電後，電源ic（又叫pwm control）開始工作，發出脈衝訊號，使得兩個場效電晶體輪流導通，當負載兩端的電壓vcore（如cpu需要的電壓）要降低時，通過場效電晶體的開關作用，外部電源對l2進行充電並達到所需的額定電壓。當負載兩端的電壓公升高時，通過場效電晶體的開關作用，外部電源供電斷開，l2釋放出剛才充入的能量，這時的l2就變成了電源繼續對負載供電。隨著l2上儲存能量的消耗，負載兩端的電壓開始逐漸降低，外部電源通過場效電晶體的開關作用又要充電。
依此類推在不斷地充電和放電的過程中就行成了一種穩定的電壓，永遠使負載兩端的電壓不會公升高也不會降低。
（1）單相cpu供電電路
單相供電（見圖4-13），功耗**於5v電源，由模擬和數字兩個部分組成，模擬部分由主控制環組成，電壓反饋環用以實現過欠電壓保護和過流保護，數字部分用以控制moset（場效電晶體）的輸出占空比。為保證輸入的穩定，，放兩個大電解電容和乙個電感，以實現低通濾波，以保證輸入端的潔淨，l1的作用是減緩電流衝擊場效電晶體q1，兩個場效電晶體q1和q2輪流導通和截止。q1和q2也分別被稱為high gate 和low gate，或者被稱為 high mosfet和low mosfet。
主機板電路工作原理
主要內容 1 主機板開機電路 2 主機板供電電路 含主供電及其他供電電路 3 時鐘電路 4 復位電路 5.1 主機板開機電路 5.1.1軟開機電路的大致構成及工作原理 開機電路又叫軟開機電路,是利用電源 綠線被拉成低電平之後,電源其它電壓就可以輸出 的工作原理,在主機板自身上設計的乙個線路,此電路以...
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