主板是整個PC機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，在PC機(jī)中起著至關(guān)重要的作用，
主板維修個人經(jīng)驗(yàn)
。CPU及總線控制邏輯、BIOS芯片讀寫控制、系統(tǒng)時鐘發(fā)生器與時序控制電路、DMA傳輸與中，斷控制、內(nèi)存及其讀寫控制、鍵盤控制邏輯、I/O總線插槽及某些外設(shè)控制邏輯都集成在主板上。因此，主板產(chǎn)生故障將會影響到整個PC機(jī)系統(tǒng)的工作。當(dāng)一臺PC機(jī)出現(xiàn)故障時，我們首先要使用插拔法、替換法、比較法來確認(rèn)PC機(jī)中其它部件是否有故障，最后才將故障確定在主板上。由于目前主板上部件集成度越來越高，以及受芯片來源和檢測設(shè)備的限制，當(dāng)檢測到PC機(jī)主板存在故障時，更多是更換主板，這樣不僅處理速度快，而且可靠性高。PC機(jī)主板引起的常見故障現(xiàn)象有：開機(jī)加電顯示器呈黑屏狀態(tài)、揚(yáng)聲器無聲響、鍵盤被封鎖、硬盤驅(qū)動器不能引導(dǎo)等，但是就其故障的性質(zhì)來說，可劃分為以下兩大類：一是關(guān)鍵性故障，二是非關(guān)鍵性故障，其中關(guān)鍵性故障又細(xì)分為電源故障、CPU故障、總線故障等。主板上的電源、CPU芯片、BIOS芯片、定時器芯片、數(shù)據(jù)收發(fā)邏輯電路、DMA控制器、中斷控制器以及基本的64K內(nèi)存和內(nèi)存刷新電路是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵部件。一旦這些部件出現(xiàn)故障，將使整個系統(tǒng)陷于癱瘓，在加電自檢程序中，系統(tǒng)首先對這些部件進(jìn)行檢查，如果這些部件出錯，就作為關(guān)鍵性故障。一般以初始化顯示器子系統(tǒng)為界，在此以前出現(xiàn)的故障為關(guān)鍵性故障，這時屏幕上無顯示，顯示器呈黑屏狀態(tài)，揚(yáng)聲器發(fā)出“嘟嘟”聲響。如果出現(xiàn)關(guān)鍵性故障，PC機(jī)系統(tǒng)將不能繼續(xù)引導(dǎo)。
一、電源故障
PC機(jī)電源采用的都是無工頻變壓器四路開關(guān)穩(wěn)壓電源，電源功率在200W～250W之間，所有電源均帶有過壓和過載保護(hù)，若使用中發(fā)生直流過壓和過載故障，一般電源會自動關(guān)閉，直至故障排除為止。開關(guān)電源可向主板提供±5V和±12V的直流電壓，其中＋5V是向主板的各種板卡及鍵盤供電，＋12V是向軟、硬盤驅(qū)動器和光驅(qū)等供電，－5V用于板卡上的鎖相式數(shù)據(jù)分離電路，－12V用于為異步通信適配器提供的EIA接口電源。常見的PC機(jī)開關(guān)電源性能指標(biāo)如下：＋5V應(yīng)達(dá)到20A，－5V應(yīng)達(dá)到0.5A，＋12V應(yīng)達(dá)到9A，－12V應(yīng)達(dá)到0.5A。
當(dāng)220V交流電壓經(jīng)過低通濾波器后，進(jìn)入橋式整流電路，經(jīng)整流濾波后得到300V的高壓直流電，再經(jīng)過逆變器變成20KHz的脈寬可調(diào)矩形方波直流電，在變壓器的次級得到寬度可調(diào)的輸出脈沖方波，再經(jīng)過整流、濾波后，獲得所需直流電壓輸出。
另外，PC機(jī)電源有一個特殊的輸出信號，稱為POWER GOOD（PG）信號。PG信號在電源開啟后不是馬上輸出，而是經(jīng)過一段時間（約100ms～500ms）的延時后才輸出的，它是一個與TTL電平兼容的信號。它由各直流輸出電壓檢測信號和交流輸入電壓失效信號邏輯與而獲得，當(dāng)電源正常工作時為高電平，當(dāng)電源有故障時為低電平。
開機(jī)加電后，PC機(jī)電源的常見故障有以下幾種：
1．直流變換器驅(qū)動電路中的功率開關(guān)管損壞，無輸出電壓。
2．當(dāng)電源的＋5V輸出空載時，產(chǎn)生保護(hù)動作，＋12V軸流風(fēng)扇轉(zhuǎn)動一會兒就停止，無輸出電壓。
3．±5V和±12V直流輸出任何一路發(fā)生故障，無輸出電壓。
4．整流二極管損壞或高壓濾波電容損壞，造成輸出直流電壓偏低而且不穩(wěn)定。
5．當(dāng)電壓過高時，輕則燒斷保險絲或限流熱敏電阻，重則燒壞大功率管，造成電源無輸出。當(dāng)電壓過低時，造成欠壓，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，電源無輸出電壓。
6??PG信號無動作或PG信號延時時間不夠，機(jī)器不能啟動。
根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)電源發(fā)生故障時，比較常見的是電源的直流輸出電壓中的任何一路無輸出或PG信號失效而引起主板無法正常工作。我們應(yīng)該首先檢查開關(guān)電源的小軸流風(fēng)扇是否工作，如果不工作，檢查給PC機(jī)供電的交流電源是否接好。否則，可能是電源內(nèi)部原因，可用萬用表測量主板上四種直流電源對地的阻值，看是否存在短路現(xiàn)象。如果沒有短路，直接測試電源的PG信號是否正常，因?yàn)镻G信號的建立比PC機(jī)直流輸出端電壓的建立要晚幾百毫秒，如果PG信號的低電平持續(xù)時間不夠或沒有低電平時間，PC機(jī)將無法啟動。如果PG信號一直為低電平，則PC機(jī)系統(tǒng)始終處于復(fù)位狀態(tài)。這時PC機(jī)也出現(xiàn)黑屏、無聲響等死機(jī)現(xiàn)象。當(dāng)用邏輯筆測試PG信號時，發(fā)現(xiàn)有時有高電平到低電平的跳變，有時又總是低電平，則是PG信號延時時間不夠，可以在電源的PG信號線與地線之間跨接一個100μF左右的電解電容。利用電容加電后自身的充電時間來產(chǎn)生一個PG信號延時，保證PG信號有足夠的延時時間。如果存在短路現(xiàn)象，則表明電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)有故障。由于PC機(jī)電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修比較困難，需要一定的電工專業(yè)知識。所以當(dāng)分析并確認(rèn)是電源故障時，維修主板時建議更換新的PC機(jī)電源為好。
二、CPU故障
排除電源故障后，仍出現(xiàn)黑屏，無聲響等關(guān)鍵性故障現(xiàn)象，則應(yīng)首先檢查CPU是否工作，再檢查BIOS芯片是否工作，最后檢查CPU芯片本身。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，由于CPU芯片本身的故障率比較低，因此，CPU的故障大多是CPU工作輸入信號不正常造成的或BIOS芯片有故障引起的。
CPU工作的基本輸入信號有三個，一是系統(tǒng)復(fù)位信號RESET；二是系統(tǒng)時鐘信號CLK；三是CPU就緒信號READY。對于RESET信號可以通過檢測ISA插槽中的B02復(fù)位驅(qū)動信號是否具有一個正脈沖，如果沒有則是系統(tǒng)復(fù)位故障，應(yīng)重點(diǎn)檢查復(fù)位信號產(chǎn)生電路，或PC信號和RC信號線路的邏輯關(guān)系等。接著測試產(chǎn)生RESET信號的時鐘處理芯片的RESET輸出端。若無RESET信號，再測試時鐘處理芯片的PG信號輸入端，正常開機(jī)時有一個TTL電平的跳變信號，否則是主機(jī)電源的故障。對于CLK信號可以通過檢測ISA插槽中的B20系統(tǒng)時鐘信號是否具有一個標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平脈沖方波，有脈沖則說明CLK信號正常，反之CLK有故障，應(yīng)重點(diǎn)檢查時鐘信號產(chǎn)生電路，傳輸線路及相關(guān)芯片的邏輯關(guān)系等。接著關(guān)機(jī)后用萬用表測CPU的CLK引腳對地的阻值是否存在短路現(xiàn)象，若無短路，說明時鐘脈沖發(fā)生器電路有故障；若短路，則檢查傳輸線路及相關(guān)邏輯關(guān)系等。對于READY信號，可以在開機(jī)前將邏輯筆放在CPU的READY信號引腳上，然后開機(jī)觀察，如果READY信號一直保持高電平狀態(tài)，則說明CPU工作不正常，一直處于等待狀態(tài)；若一直為低電平狀態(tài)，則多為等待狀態(tài)邏輯電路發(fā)生故障。
如果CPU的三個輸入信號正常，開機(jī)還是呈黑屏，而且無聲響，就要考慮是否是BIOS芯片有故障，反復(fù)利用開機(jī)瞬間測試BIOS芯片的片選引腳CS，若發(fā)現(xiàn)是低電平，則說明正常，否則，BIOS芯片未被選中。接著測試BIOS芯片的允許信號輸出引腳OE，若是低電平，則表示允許BIOS內(nèi)部數(shù)據(jù)正常輸出到數(shù)據(jù)總線上，否則是BIOS芯片本身損壞。排除B對于第一個方面，在各層次的總線中，任何一種類型的總線出現(xiàn)故障，CPU就不能在取IOS芯片本身故障的最好的方法是更換相同型號的芯片。
如果開機(jī)后CPU能夠選中BIOS，但仍呈黑屏狀態(tài)，則要重點(diǎn)檢查DMA控制器、中斷控制器、定時器芯片等。它們是CPU的高級支持電路，發(fā)生故障時，同樣會出現(xiàn)黑屏，無聲響等現(xiàn)象。
如果是CPU芯片本身損壞，我們只能更換新的CPU，而沒有其它的好方法。
三、總線故障
在排除CPU故障后，還是出現(xiàn)黑屏，無聲響等關(guān)鍵性故障現(xiàn)象，則應(yīng)該檢查是否是總線故障。總線可分成CPU總線，存儲器總線，I/O通道總線和外圍接口總線四個層次。每個層次的總線又分為地址總線、控制總線、數(shù)據(jù)總線等三種。地址總線和控制總線上的信號是由執(zhí)行總線操作的主設(shè)備產(chǎn)生的，CPU和DMA控制器都有權(quán)控制總線。數(shù)據(jù)總線是為各部件之間提供數(shù)據(jù)傳送的通路。只有在控制總線和地址總線的作用下，數(shù)據(jù)總線才有意義�？偩�故障主要表現(xiàn)在三個方面：總線本身故障；總線控制權(quán)錯誤引起故障；系統(tǒng)總線故障。
指令的總線周期中正確地讀取指令碼，從而使得以后的任何操作都失敗。只有內(nèi)存數(shù)據(jù)總線，I/O通道數(shù)據(jù)總線和局部數(shù)據(jù)總線三者內(nèi)容保持一致，才能保證讀取指令總線周期時CPU能夠得到正確的指令。
對于第二個方面，為了滿足系統(tǒng)對多主控模塊爭用總線控制權(quán)的需要，在總線接口中一般配備了總線控制器模塊，
電腦資料
《主板維修個人經(jīng)驗(yàn)》(http://clearvueentertainment.com)。當(dāng)CPU需要DMA控制器去完成控制功能時，才把控制權(quán)交給DMA控制器。此外，DMA還可以控制內(nèi)存的刷新操作。如果這些總線主控器或相關(guān)電路發(fā)生錯誤也會引起總線故障。對于第三個方面，系統(tǒng)總線是PC機(jī)主板上信息交換的中心。CPU輸出的地址信息經(jīng)過地址緩沖器后輸出到系統(tǒng)地址總線上，輸出的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過數(shù)據(jù)緩沖器后輸出到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上。輸出的指令經(jīng)過指令緩沖器后輸出到系統(tǒng)控制總線上。所以，影響系統(tǒng)總線的因素很多，如由局部總線故障、系統(tǒng)總線之間的芯片或外圍接口總線芯片故障引起的。
總線故障多以系統(tǒng)總線故障為主，當(dāng)系統(tǒng)總線出現(xiàn)故障時，經(jīng)常出現(xiàn)黑屏，無聲響等關(guān)鍵性故障現(xiàn)象。CPU執(zhí)行的任何周期只能靠READY信號低電平來結(jié)束工作，如果READY為高電平，則CPU自動插入等待狀態(tài)，直到READY為低電平。因此我們可以讓CPU在開機(jī)執(zhí)行完第一個周期后不結(jié)束，這樣CPU就可以保持輸出的地址信號0FFFFFF0H一直有效，通過用邏輯筆來跟蹤、測試這些CPU輸出的有效信號，同時記錄結(jié)果，與相同型號的正常主板的測試結(jié)果進(jìn)行比較，找到有故障的芯片，來排除系統(tǒng)總線故障。
考慮到目前PC機(jī)主板上都有ISA總線插槽，筆者常用測試ISA總線輸出的地址信號，來排除系統(tǒng)總線故障。ISA總線插槽包括兩個部分，一部分是62線ISA插槽，另一部分是36線ISA插槽，共98個引腳。
正常情況下，加電后ISA插槽中的地址信號和數(shù)據(jù)信號均為脈沖信號，如果兩者均無脈沖信號，則可能是CPU沒有工作，若個別地址總線或數(shù)據(jù)總線為恒定電平或有脈沖信號，則是系統(tǒng)總線故障。一般情況是，若發(fā)現(xiàn)某一位或很少幾位為恒定電平，可重新開機(jī)測試這些位在開機(jī)瞬間是否為恒定電平，若開機(jī)瞬間即為恒定電平，則是故障狀態(tài)。若開機(jī)瞬間為脈沖，而后變?yōu)楹愣娖絼t應(yīng)測試其他信號，若發(fā)現(xiàn)八位以上出錯狀態(tài)，則應(yīng)測試相應(yīng)的總線驅(qū)動門控制信號。
如果開機(jī)后，ISA插槽中的地址總線和數(shù)據(jù)總線出現(xiàn)過脈沖信號，隨后又變成恒定電平，則說明CPU工作基本正常，可能是系統(tǒng)總線的故障。用邏輯筆在ISA插槽中逐位地測試地址總線信號和數(shù)據(jù)總線信號，如果發(fā)現(xiàn)某位或很少幾位為恒定電平，則馬上復(fù)位測試在開機(jī)瞬間是否為恒定電平。如果開機(jī)瞬間有一個以上的脈沖出現(xiàn)，則應(yīng)首先測試其他信號。如果有某位信號在開機(jī)時為恒定電平，則是錯誤狀態(tài)，應(yīng)重點(diǎn)檢查該信號的傳輸線路及與該信號有關(guān)的邏輯關(guān)系等。在不加電情況下，將ISA總線插槽中的62線I/O插槽中A10（IO CHARY）和B10(GND)信號短接，使CPU加電后僅執(zhí)行一個總線周期就停止。這樣CPU在執(zhí)行第一條開機(jī)指令的第一個總線周期時，地址信號值為0FFFF0H，傳輸?shù)穆窂绞荂PU→地址鎖存器→總線驅(qū)動器芯片→BIOS。數(shù)據(jù)信號值是5BEAH。傳輸路徑為BIOS→數(shù)據(jù)傳送/接收器芯片→CPU。沿著這條路徑，用邏輯筆逐級核對地址信號A0－A19是否為0FFFF0H，數(shù)據(jù)信號D0－D15是否為5BEA，存儲器讀信號（MEMR）是否為低電平，發(fā)現(xiàn)哪一級出錯，就重點(diǎn)測試與該級有關(guān)的傳輸線路和相應(yīng)芯片的邏輯關(guān)系。
除了上面關(guān)鍵性故障表現(xiàn)的三個方面外，還有主板上的定時器、中斷控制器、數(shù)據(jù)收發(fā)邏輯電路、DMA控制器以及基本的64KB內(nèi)存和內(nèi)存刷新電路等關(guān)鍵部件的故障。一旦這些部件出現(xiàn)故障，將使整個系統(tǒng)陷于癱瘓。
根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，對于關(guān)鍵性故障，還可以根據(jù)PC機(jī)揚(yáng)聲器所發(fā)出的“嘟嘟”報警聲的次數(shù)來判斷故障的大致部位(見附表一、二)，從而分析和排除關(guān)鍵性故障，根據(jù)這些信息仔細(xì)分析，查找故障原因，通過插拔法、比較法、替換法等排除故障。
四、非關(guān)鍵性故障
POST程序檢查完關(guān)鍵性部件無故障后，系統(tǒng)就具備了最基本的運(yùn)行條件，可以對其它部件進(jìn)行診斷和測試。與關(guān)鍵性故障相比，出現(xiàn)非關(guān)鍵性故障時不死機(jī)，屏幕上有提示，可允許系統(tǒng)繼續(xù)啟動。
1.中斷控制電路故障
在PC中常用兩塊8259芯片級聯(lián)組成16級中斷電路模塊，在BIOS測試過程中分別對主/從8259芯片的兩個地址口進(jìn)行讀寫操作。當(dāng)CPU對主/從8259芯片進(jìn)行讀寫操作時，其芯片的CS、RD、WR、A0引腳都應(yīng)有脈沖信號。用邏輯筆測試當(dāng)CS為低電平時，RD為低電平有效，表示可以讀操作，WR為低電平有效，表示可以寫操作，A0引腳為高電平有效，表示選擇了I/O地址，則表明故障出現(xiàn)在8259模塊電路上。否則，8259芯片本身損壞。當(dāng)中斷電路模塊出現(xiàn)故障時，如果故障點(diǎn)影響到系統(tǒng)總線時，這時同樣會出現(xiàn)黑屏、無聲響等關(guān)鍵性故障現(xiàn)象。系統(tǒng)總線受影響大多是由于中斷電路芯片8259的I/O引腳對地短路造成的，可以測試8259芯片的I/O引腳信號，來排除故障。
如果確認(rèn)中斷控制器有故障，對于直接采用8259芯片的主板可以直接更換該芯片，或最好為更換主板。
2.DMA電路故障
在PC機(jī)中CPU和DMA都是系統(tǒng)的控制器，但DMA能夠提供地址信號和控制信號。在BIOS測試過程中，如果發(fā)現(xiàn)DMA控制器故障，則在屏幕上給出提示信息。如果當(dāng)軟盤不能引導(dǎo)時，在排除軟盤驅(qū)動器和軟盤本身故障后，就需要測試DMA控制器，因?yàn)�，軟盤讀寫控制使用DMA通道2。如果DMA控制器工作正常，接著測試ISA總線插槽中的SA0－SA15引腳信號是否有脈沖，以及DMA控制器控制地址鎖存器和頁面寄存器等有關(guān)電路。DMA控制器有故障時，也可能會影響到內(nèi)存的刷新，這時同樣會出現(xiàn)黑屏，無聲響等關(guān)鍵性故障現(xiàn)象。如果確認(rèn)DMA控制器電路模塊有故障，可以更換該芯片或相關(guān)芯片或更換主板。
3.定時器電路故障
定時器模塊電路是由8253或8254定時器芯片組成的。在BIOS測試過程中，對8253內(nèi)部的控制寄存器只進(jìn)行寫操作，對三個通道計數(shù)器進(jìn)行讀寫操作，當(dāng)測試到內(nèi)部的寄存器有問題時，則在屏幕上給出提示信息，表示定時器模塊有故障，然后允許BIOS測試?yán)^續(xù)運(yùn)行。但是特殊情況下，有的內(nèi)存的刷新請求信號（DRQO）是由8253的通道0發(fā)出的，如果該通道有故障，也可能造成黑屏，無聲響等關(guān)鍵性故障現(xiàn)象。
如果確認(rèn)定時器電路模塊有故障，可以更換該芯片或相應(yīng)模塊，或建議更換主板。
4.鍵盤控制器模塊故障
鍵盤控制器基本上由一個8042芯片組成。在BIOS測試過程中，如果發(fā)現(xiàn)鍵盤控制器有故障，則在屏幕上給出提示信息，然后停止工作。如果更換鍵盤后故障依舊，則說明可能主板上8042芯片有故障。在開機(jī)時用邏輯筆測試8042芯片的CS、AD、RD、WR等引腳是否有脈沖信號，若有則測試8042芯片的RESET引腳，如果是先出現(xiàn)低電平信號并且保持了一段時間后上升為高電平，則表示復(fù)位正常，這時就可以確定是8042芯片本身的故障，否則測試相應(yīng)模塊。
如果確認(rèn)鍵盤控制器模塊有故障，由于8042芯片為DIP封裝，最簡單的方法就是拆下來更換新的芯片。
5.實(shí)時鐘/日歷和CMOS RAM模塊電路故障
主板的BIOS SETUP設(shè)置程序一般保存在CMOS RAM模塊內(nèi)。在BIOS測試過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)實(shí)時鐘/日歷電路模塊出現(xiàn)故障時，一般會在屏幕上給出相應(yīng)的提示信息，從而比較容易排除故障。比較常見的現(xiàn)象有：
�、僦靼迳系暮髠潆姵爻霈F(xiàn)漏液，使電池功能無效，造成CMOS RAM中的參數(shù)丟失。須要更換新電池來解決。
②后備電池電壓不足2V，造成CMOS RAM中的參數(shù)丟失。須要更換新電池來解決。
�、蹖�(shí)時鐘/日歷和CMOS RAM模塊電路故障或本身芯片損壞，建議更換該芯片。
6.內(nèi)存控制模塊電路故障
主板中都采用內(nèi)存條模塊，在BIOS測試過程中，如果是第一個16KB內(nèi)存出現(xiàn)故障，則出現(xiàn)黑屏、無聲響等關(guān)鍵性故障現(xiàn)象。
通過插拔法和替換找到損壞的內(nèi)存條，排除故障。如果是內(nèi)存插槽有故障，建議更換新主板。
綜上所述，PC機(jī)主板的故障分析和排除，不僅需要我們緊跟當(dāng)前主板的制造和發(fā)展技術(shù)，而且還要熟悉和掌握PC機(jī)和主板的工作原理，不斷總結(jié)實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)，才能更快地提高水平。