Đề tài Nguyên lý làm việc của một số thiết bị ngoại vi thường gặp

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Trong thập kỷ gần đây ngành công nghệ thông tin phát trển một cách nhanh chóng và có những bước tiến nhảy vọt. Ở Việt Nam ngành công nghệ thông tin tuy còn non trẻ nhưng tốc độ phát triển và đang dần được ứng dụng trong các lĩnh vực của nền kinh tế góp phần thúc đẩy sự phát triển của xã hội. Hiện nay với sự phát triển của xã hội, máy tính cũng được nâng cấp nhiều hơn so với trước, những bộ phận máy tính cũng được nâng cấp nhằm đáp ứng nhu cầu làm việc của con người. Trong đó những thiết bị ngoại vi cũng đã được nâng cấp và biến đổi rất nhiều. Phải kể đến như chuột, bàn phím, màn hình… cũng đã được nâng cấp và phát triển nhằm nhiều mục đích của con người như gọn nhẹ, tiết kiệm điện năng, độ phân giải tốt… Mục đích của em là tìm hiểu sâu hơn về cấu tạo cũng như nguyên lý làm việc của một số thiết bị ngoại vi thường gặp, để mình biết những lỗi thường gặp cũng như cách sửa chữa. Ngoài ra em còn tìm hiểu về quá trình khởi động của một máy tính khi ta ấn nút bật nguồn. Do thời gian có hạn nên em không thể tìm hiểu hết được những ứng dụng cũng như cấu tạo của chúng. Em rất mong có được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giúp cho bài viết của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Hoàng Kim Tiến Chương I: MỘT SỐ THIẾT BỊ NGOẠI VI MÁY TÍNH 1.1: Bàn phím, cấu tạo và nguyên lý hoạt động 1.1.1: Giới thiệu bàn phím Bàn phím là thiết bị nhập thông tin vào cho máy tính xử lý, thong tin từ bàn phím là các ký tự, số và các lệnh điều khiên. 1.1.2: Cấu tạo của bàn phím và nguyên lý hoạt động Mỗi phím bấm trên bàn phím tương ứng với một công tắc đấu chập giữa một chân hang A và chân cột B, như vậy mỗi phím có một địa chỉ hang và cột duy nhất, người ta lập trình cho các phím này để tạo ra các mã nhị phân 11bit gửi về máy tính khi phím được nhấn. Trong dữ liệu 11bit gửi về có 8bit mang thong tin nhị phân (gọi là mã quét bàn phím) và 3 bít mang thông tin điều khiển. 8bit mang thong tin nhị phân đó dược quy ước theo tiêu chuẩn quốc tế để thống nhất cho các nhà sản xuất bàn phím. Bảng sau là ví dụ khi ta nhấn một số phím, bàn phím sẽ gửi mã quét ở dạng nhị phân về máy tính như sau Tên phím Mã quét nhị phân MãASCII tương ứng A 0001 1110 0100 0001 S 0001 1111 0101 0011 D 0010 0000 0100 0100 F 0010 0001 0100 0110 G 0010 0010 0100 0111 H 0010 0011 0100 1000 Mã quét bàn phím được nạp vào bộ nhớ đệm trên RAM sau đó hệ điều hành sẽ dịch các mã nhị phân thành ký tự theo bảng mã ASCII Khi bấm phím A => bàn phím gửi mã nhị phân cho bộ nhớ đệm sau đó hệ điều hành sẽ đổi sang mã ASCII và hiển thị ký tự trên màn hình 1.1.3: Hư hỏng và sửa chữa hư hỏng Bàn phím thường gặp phải vấn đề hư hỏng là đứt dây và kẹt phím Bàn phím bị đứt dây tín hiệu Biểu hiện: Máy không nhận bàn phím, hoặc có các thong tin báo lỗi bàn phím Keyboard Erro trên màn hình khởi động. Kiểm tra: Ta phải tháo các ốc phía sau bàn phím và mở nắp sau bàn phím ra Tháo nắp sau bàn phím để kiểm tra + Dùng đồng hồ vạn năng để thang x 1Ω đo các sợi dây trong cáp tín hiệu từ mối hàn trên bàn phím đến các chân ở đầu nối, ta đo từ một mỗi hàn để tất cả các chân phải có một chân thong mạch + Nếu phát hiện thấy cáp tín hiệu đứt thì bạn thay một cáp tín hiệu khác. bàn phím bị chập phím Biểu hiện: máy có tiếng bíp lien tục không dứt. Kiểm tra: + Kiểm tra các phím xem có phím nào đó bị kẹt không, bấm xuống nhưng không tự nấy lên được không? + Bảo dưỡng bàn phím bằng cách dung khí nén thổi mạnh vào các khe của bàn phím để cho bụi bẩn bay ra + Trường hợp các phím hay bị kẹt bởi bụi bẩn ta có thể tháo bàn phím ra, tách phần mạch điện ra khỏi các phím bấm, có thể dung nước xà phòng rửa sạch các phím bấm sau đó phơi khô rồi lắp lại. Đã thay bàn phím mới nhưng máy vẫn không dung được bàm phím Nguyên nhân: Biểu hiện trên là do hỏng IC giao tiếp với bàn phím trên Mainboard Khắc phục: + Dùng đồng hồ vạn năng để dò từ chân cắm PS2 của bàn phím trên mainboard xem thông mạch với IC nào gần đo => IC thông mạch với đầu cắm PS2 là IC giao tiếp bàn phím. IC giao tiếp nằm gần khu vực các cổng giao tiếp + Sử dụng mỏ hàn khò để thay IC 1.2: Chuột, cấu tạo và nguyên lý hoạt động Chuột là thiết bị trỏ trên màn hình, chuột xuất hiện trong màn hình Windows với giao diện đồ họa, các trình điều khiển chuột thường được tích hợp trong hệ điều hành, hiện nay trên thị trường có 2 loại chuột phổ biến nhất là chuột bi và chuột quang. 1.2.1: Chuột bi Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chuột bi Cấu tạo bên trong chuột bi Cấu tạo: Bên trong chuột bi có một viên cao su tỳ vào hai trục bằng nhựa được đặt vuông góc với nhau, khi ta di chuột thì viên bi quay làm cho hai trục xoay theo, hai trục nhựa được gắn với bawnhs răng nhựa có đục lỗ, mỗi bawnhs răng được đặt lồng vào trong một cảm biến bao gồm một Diode phát quang và một đèn thu quang. Bộ cảm biến trong chuột bi Diode phát quang phát ra ánh sáng hồng ngoại chiếu qua bánh răng nhựa đục lỗ chiếu vào đèn thu quang, khi bánh răng xoay thì ánh sáng chiếu vào đèn thu quang bị ngắt quãng, đền thu quang đổi ánh sáng này thành tín hiệu điện đưa về IC giải mã tạo thành tín hiệu điều khiển cho con trỏ dịch chuyển trên màn hình. Bộ cảm biến đổi chuyển động cơ học của bi thành tín hiệu điện Trong chuột bi có hai bộ cảm biến, một bộ điều khiển cho chuột dịch chuyển theo phương ngang, một bộ điều khiển theo phương dọc màn hình. Hai bộ cảm biến đưa tín hiệu về IC giải mã, giải mã thành tín hiệu nhị phân đưa về máy tính Bên cạnh các bộ cảm biến là các công tắc để nhán phím chuột trái hay chuột phải. Công tắc để nhấn trái chuột hay phải chuột Hư hỏng của chuột bi Khi di chuyển chuột thấy con trỏ di chuyển giật cục và rất khó khăn Nguyên nhân: Trường hợp trên thường do hai lăn áp vào viên bi bị bẩn vì vậy chúng không xoay được Khắc phục: + Tháo viên bi ra, vệ sinh sạch viên bi và hai trục lăn áp vào viên bi, sau đó lắp lại. Chuột chỉ di chuyển theo một hướng ngang hoặc dọc Nguyên nhân: Oo một trục lăn không quay, có thể do bụi bẩn, do hỏng một bộ cảm biến Khắc phục: + Vệ sinh các trục lăn bên trong +Tháo viên bi ra và dung tay xoay thử hai trục, khi xoay trục nào mà thấy chuột không di chuyển là hỏng cảm biến ăn vào trục đó. Ta có thể sử dụng bộ cảm biến từ một con chuột khác lắp sang thay thế. Máy không nhận chuột di chuột trên bàn con trỏ không dịch chuyển Nguyên nhân: + Trường hợp này thường do dduets cáp tín hiệu + Một số trường hợp là do hỏng IC giải mã bên trong chuột Khắc phục: +kiểm tra sự thông mạch của cáp tín hiệu bằng đồng hồ vạn năng để thang x1Ω, nếu có một sợi dây đứt thì cần thay dây cáp. + Nếu không phải do dây cáp thì bạn hảy thử IC trong chuột Bấm công tắc chuột trái hoặc phải mất tác dụng Nguyên nhân: + Nguyên nhân thường do cong tắc không tiếp xúc, bạn thóa chuột ra và kiểm tra sự tiếp xúc của công tắc khi bấm, nếu công tắc không tiếp xúc hãy thay công tắc khác. + Nếu công tắc vẫn tiếp xúc tốt thì nguyên nhân là do IC hỏng, bạn cần thay một IC mới. 1.2.2: Chuột quang Cấu tạo của chuột quang Chuột quang hoạt động theo nguyên tắc quang học, chuột không có bi mà thay vào đó là một lỗ để chiếu và phản chiếu ánh sáng đỏ. Chuột Quang Cấu tạo bên trong chuột quang: + Bộ phận quan trọng nhất của chuột quang là hệ thống phát quang và cảm quang, Diode phát ra ánh sáng chiếu lên bề mặt bàn, ảnh bề mặt sẽ dược thấu kính hội tụ, hội tụ trên bộ phận cảm quang. + Bên cạnh bộ phận quang học là bi xoay và các công tắc như chuột thông thường. Bên trong chuột quang Nguyên tắc hoạt động của chuột quang Bộ phận quang học trong chuột quang Diode phát quang phát ra ánh sáng đỏ chiếu lên đề mặt của tấm di chuột, ảnh của bề mặt tấm di chuột được thấu kính hội tụ lên bề mặt bộ phận cảm quang, bộ phận cảm quang sẽ phân tích sự dịch chuyển của bức ảnh tạo thành tín hiệu điện gửi về máy tính. + Diode phát quang có hai chế độ sáng, chế độ sáng yếu Diode được cung cấp khoảng 0,3v. Chế độ sáng mạnh Diode được cung cấp khoảng 2,2v. + Khi ta không di chuyển chuột thì khoảng 3 giây Diode sẽ tự chuyển sang chế độ tối để giảm cường độ phát xạ làm tăng tuổi thọ của Diode Hư hỏng thường gặp của chuột quang Máy không nhận chuột Nguyên nhân: + Trường hợp này thường do chuột bị đứt cáp tín hiệu + Một số trường hợp do hỏng IC giao tiếp trên chuột Khắc phuc: + Dùng đồng hồ vạn năng để thang 1Ω đo sự thông mạch của cáp tín hiệu, nếu thấy đứt một sợi thì bạn thay cáp tín hiệu khác. + Nếu cáp tín hiệu bình thường thì cần thay thử IC giao tiếp (là IC ở cạnh gần bối dây cáp tín hiệu) CHuột không phát ra ánh sáng đỏ, không hoạt động được Nguyên nhân + Đứt cáp tín hiệu làm mất Vcc cho chuột + Hỏng Diode phát quang Khắc phục: + Kiểm tra và thay cáp tín hiệu nếu đứt cáp + Kiểm tra Diode phát quang (đo như Diode thường) nếu đứt thì thay một Diode khác 1.3. Màn hình. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Màn hình là một thiết bị xuất dữ liệu của máy tính, thông tin mà ta nhập từ bàn phím hay chuột được hiển thị trên màn hình . Hiện nay trên thị trường có 2 loại màn hình chủ yếu là màn hình loại tinh thể lỏng LCD và màn hình CRT. Ngoài ra còn một số màn hình ít được biết đến như màn hình cảm ứng, màn hình sử dụng công nghệ Oled 1.3.1. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của màn hình CRT Đặc điểm của chất huỳnh quang Những chất khi ta bắn một chum tia điện tử vào, thì bức xạ ánh sáng có bước song thấp nhất định – quyết định mầu sắc phát ra được gọi là chất huỳnh quang. Sau khi ngừng tác động của chùm tia điện tử chất huỳnh quang cũng ngừng phát ra ánh sáng sau một khoảng thời gian nhất định, thời gian này tùy thuộc vào chất huỳnh quang cụ thể. Người ta chọn chất huỳnh quang có hiệu suất phát quang cao, ánh sáng phát ra phù hợp với thị giác của con người để chế tạo ra CRT. Đèn hình Đèn hình là một chuông thủy tinh được rút chân không, bên trong có các bộ phận để thục hiện chức năng của một “súng điện tử” được điều khiển để có thể bắn trên toàn màn hình, theo từng dòng của mành. Cường độ tia điện tử được điều chế bởi tín hiệu hình ảnh. Đáy chuông thủy tinh là màn hình mà chúng ta cần hiển thị thông tin lên đó. Mặt trong của màn hình được phủ một lớp chất huỳnh quang. Bộ phận điều khiển tin điện tử quét trên màn hình thường nằm bên ngoài đèn hình, đó là hệ thống lái tia. Súng điện tử Súng điện tử bao gồm một số bộ phận bên trong đèn hình, có nhiệm vụ tạo ra một chùm tia điện tử mạnh, chuyển động đủ nhanh bay lên đập vào một điểm của lớp huỳnh quang trên màn hình, làm cho điểm đó phát sáng. Sau đây ta xét một số bộ phận của súng diện tử Ca – tốt (Cathode): Ca – tốt của CRT dược đốt nóng sẽ phát xạ ra một đám mây điện tử. Các điện cực gia tốc cho chùm điện tử: Điện cực chính (anode) để gia tốc chùm điện tử nằm ở phía màn hình, điện áp của nó rất cao (14000v – 25000v). Đám mây điện tử bị hút về ohias anode của đèn hình nhưng không bị hút vào chính anode do nó có hình dạng đặc biệt (hình nón cụt) với đáy lớn là màn hình. Hệ thống các điện cực hội tụ chùm tia điện tử: trên đường chuyển động của tia điện tử gần cathode, người ta bố trí các điện cực có hình dạng phù hợp và đặt các diện áp thích hợp, tạo nên một thấu kính điện tử, có tác dụng làm cho chùm tia điện tử hội tụ lại thành một tia rất mảnh. Ngoài tác dụng hội tụ, các điện cực này còn có chức năng gia tốc cho chùm tia điện tử. Hệ thống lái tia điện tử Gần cổ đèn hình người ta đặt 2 cặp cuộn dây song song với nhau và cho các dòng điện có dạng biến thiên phù hợp và tần số nhất định chạy qua, từ trường sinh ra tác động lên các tia điện tử làm chúng lệch hướng theo quy luật của dòng điện trong các cuộn dây. Nguyên lý tổng hợp mầu sắc và cấu tạo đèn hình màu Phố tần số của ánh sáng – 3 màu cơ bản Khi phân tích chùm sáng trắng, người ta thấy rằng nó là tổ hợp của các màu: đỏ, da cam, lục, lam, chàm, tím… người ta cũng nghiên cứu và thấy rằng nếu đem 3 chùm tia đỏ, lục, lam trộn lại theo các tỷ lện nhất định, thì sẽ có thể tạo ra cảm giác của tất cả các màu có trong thiên nhiên, chính vì vậy 3 màu đỏ, lục, lam được gọi là 3 màu cơ bản. Thời kỳ đầu của công nghệ CRT màu, người ta bố trí 3 hạt màu trên đỉnh của một tam giác đều, cách bố trí này tạo cảm giác màu tổng hợp rất tốt nhất nhưng có nhược điểm là hiệu suất đèn hình thấp. Hãng sony đưa ra giải pháp bố trí 3 hạt màu nằm trên đường thẳng ngang, toàn màn hình là một ma trận gồm các hang và các cột giữa chúng có các giải phân cách để tránh hiện tượng nhòe màu. Trong công nghệ Trinitron, sự cảm thụ màu tổng hợp không tốt bằng tam giác màu, nhưng hiệu suất đèn hình lớn hơn nhiều (khoảng 60% so với 20%), do đó dòng cao áp giảm. ngoài ra việc hội tụ cũng đơn giản hơn nhiều. Công nghệ Trinitron giúp giảm giá thành của CRT và tăng độ tin cậy lên nhiều. Ngày nay, màn hình của các tivi màu và các máy tính đều được chế tạo theo công nghệ này. Khả năng hiển thị màu sắc và độ phân giải của các loại màn hình Số tổ hợp màu nhận được phụ thuộc vào cường độ của từng màu cơ bản, để có thể hiển thị được nhiều màu hơn, cần phải dung nhiều bộ nhớ để lưu trữ thông tin về thuộc tính của các pixel. Nếu 3 màu cơ bản chỉ có 2 mức sáng, tối thì số tổ hợp màu khác nhau có thể có là: 23=8 (số giá trị có thể có của một số nhị phân 3 chữ số). Màu cơ bản B G R Màu 0 0 0 Đen 0 0 1 Đỏ 0 1 0 Lục 1 0 0 Lam 0 1 1 Vàng 1 0 1 Tím 1 1 0 Chàm 1 1 1 Trắng Nếu 3 màu cơ bản có 3 mức: sáng 1, sáng 2 và tối thì số tổ hợp màu khác nhau có thể là: 26 – 3*24 = 64-48 = 16 màu (mỗi màu có mức sáng được biểu diễn bởi 2bit nhưng trừ trường hợp cả hai bit bằng 1) Nếu 3 màu cơ bản, mỗi màu có 3 mức sáng và 1 mức tối, thì số tổ hợp màu khác nhau có thể là số các giá trị có thể của một số nhị phân có 6 chữ số: 26 = 64. Nếu 3 màu cơ bản, mỗi màu có 4 múc sáng và 1 mức tối thì số tổ hợp màu khác nhau có thể là: 26 + 3*26 = 256 màu (mỗi màu có mức sáng thể hiện bởi 3bit: 000, 001, 010, 011, 100) Làm tươi hình ảnh bằng phương pháp DMA Hiển thị thông tin lên màn hình là quá trình hình ảnh lặp đi lặp lại lien tục với một tầm suất đủ lớn (làm tươi hình ảnh), để mắt không cảm thấy hình ảnh bị lòe. Thực chất trong máy tính đó là quá trình chuyển nội dung của bộ nhớ hiển thị lên màn hình, việc này có thể thực hiện bằng phương pháp thâm nhập trực tiếp bộ nhớ DMA. Làm tươi hình ảnh bằng phương pháp DMA, đòi hỏi phải có đơn vị điều khiển DMA (DMA controller), một cặp bộ đệm dòng (thường là một phần của đơn vị điều khiển màn hình CRT), và bộ nhớ hiển thị (là một phần của bộ nhớ trong hệ VXL). Cặp bộ đệm dòng được sử dụng trong quá trình chuyển số liệu bằn DMA giữa bộ nhớ trong của hệ và bộ phận hiển thị. Khi DMA nạp số liệu vào bộ đệm dòng số 1, bộ đệm dòng số 2 đã được nạp đầy trước đó lần lượt đẩy nội dung của mình ra bộ tạo chữ. Thời gian để bộ đệm lòng đẩy hết nội dung ra ngoài thường lướn hơn thời gian nạp đầy bộ đệm vì tốc độ chuyển DMA rất cao. Khi bộ đệm dòng thứ 2 đã đẩy hết nội dung ra ngoài thì bộ đệm dòng số 1 chắc chắn đã nạp đầy và quá trình làm tươi lại tiếp tục với sự đổi hướng hai bộ MUX. 1.3.2. Màn hình tinh thể lỏng LCD LCD là gì? Tinh thể lỏng (liquid crystal) mang đặc tính kết hợp giữa chất rắn và chất lỏng được Friedrich Reinitzer, nhà thảo mộc người áo phát hiện vào năm 1898. Trong tinh thể lỏng, trật tự sắp xếp của các phần tử giữ vai trò quyết định mức độ sáng xuyên qua. Dựa trên trật tự sắp xếp phân tử và tính đối xứng trong cấu trúc, tinh thể lỏng được phân thành 3 loại: nematic, cholesteric (chiral nematic) và smectic; nhưng chỉ tinh thể nematic được sử dụng trong màn hình LCD hay màn hình tinh thể lỏng. Cấu trúc LCD và nguyên tắc hoạt động Cấu trúc LCD Polarizing file (bộ lọc phân cực): Điều khiển ánh sáng đi vào và thoát ra Glass substrate (hợp chất thủy tinh đặc biệt): Lọc chặn điện từ các điện cực Transparent electrodes (điện cực trong suốt): là các thanh dẫn điện trong suốt cho phép ánh sáng xuyên qua Alignment layer (sắp xếp lớp): là hai bề mặt có rãnh, ở giữa là các phân tử tinh thể lỏng, các phân tử được sắp xếp theo hình soắn ốc 90° Liquid crystals (các tinh thể lỏng) Spacer (khoảng trống): Duy trì khoảng cách đều giữa các tấm kính Color filter (bộ lọc màu): màu được lọc và thể hiện khi dùng các bộ lọc R, G và B Backlinghting (ánh sáng ohias sau): Ánh sáng được chiếu từ phía sau màn hình xuyên qua các lớp trên, ở màn hình điện thoại, người ta sử dụng ánh sáng chiếu từ xung quanh sau đó dung lớp phản xạ để hướng ánh sáng chiếu thẳng góc với màn hình từ phía sau về phía trước. Nguyên tắc hoạt động Active element (transitor) – Phần tử thích cực X Electronic – Điện cực X Y Electronic – Điện cực Y Light – Ánh sáng Cấu tạo Các điện cực X và Y sắp xếp thành hình và dãy, mỗi điểm giao nhau có một transitor trường, chân S vào điện cực Y, chân G đấu vào điện cực X, khi transitor dẫn thì chân D sẽ có điện áp bằng điện cực Y tạo ra một điện áp chênh lệch với đế trên của LCD. Mỗi transitor sẽ điều khiển một điểm màu, các tín hiệu ngắt mở được đưa đến điện cực X, tín hiệu video được đưa đến điện cực Y, điện áp chênh lệch giữ điện cực X và Y sẽ làm transitor dẫn tạo ra một điểm màu có cường độ sáng nhất định. Mỗi điểm màu do một transitor điều khiển, mỗi điểm màu sẽ phát ra một màu có cường độ sáng khác nhau, cường độ sáng phụ thuộc vào tín hiệu video đặt vào điệc cực Y Ba điểm màu mang ba màu khác nhau đỏ, lục, lam tạo nên một điểm ảnh có vô số màu sắc khác nhau (nguyên lý trộn màu trong tự nhiên) Sơ đồ khối của LCD POWER (khối nguồn) Khối nguồn của màn hình Monitor LCD có chức năng cung cấp các điện áp DC ổn định cho các bộ phận của máy tính, bao gồm: + Điện áp 12v cung cấp cho khối cao áp + Điện áp 5v cung cấp cho vi xử lý và các IC nhớ + Điện áp 3,3v cung cấp cho mạch xử lý tín hiệu video MCU (Micro contro unit – khối vi xử lý) Khối vi xử lý có chức năng điều khiển các hoạt động của màn, bao gồm: + Điều khiển tắt mở nguồn + Điều khiển tắt mở các khối cao áp + ĐIều khiển thay đổi độ sáng, độ tương phản + Xử lý các lệnh từ phím bấm + Xử lý tín hiệu hiển thị ÓD + tích hợp mạch xử lý xung đồng bộ Inverter (bộ đối điện – khối cao áp) Có chức năng cung cấp điện áp cao cho các đèn huỳnh quang katot lạnh để chiếu sáng màn hình Thực hiện tắt mở ánh sáng trên màn hình Thực hiện đổi độ sáng trên màn hình ADC (mạch Analog Digital Converter) Mạch này có chức năng đổi tín hiệu hình ảnh R, G, B từ dạng tương tự sang tín hiệu số rồi cung cấp cho mạch Scaling Scaling (xử lý tín hiệu video, chia tỷ lệ khung hình) Đây là mạch xử lý tín hiệu chính của màn, mạch này sẽ phân tích tín hiệu video thành các giá trị điện áp để đưa lên điều khiển các điểm ảnh trên màn hình, đồng thời nó cũng tao ra tín hiệu pixel clock đây là tín hiệu quét qua các điểm ảnh LVDS (low voltage differential signal) Đây là mạch xử lý tín hiệu vi phân điện áp thấp, mạch thực hiện đổi tín hiệu ảnh số thành điện áp đưa lên điều khiển các điểm ảnh trên màn hình, tạo tín hiệu quét ngang dọc trên màn hình, mạch này thường gắn liền với đèn hình. LCD PANEL (màn hình tinh thể lỏng) Đây là bộ phận hiển thị LCD và các lớp tạo ảnh sáng nền của đèn hình Phần hiển thi LCD sẽ tái tạo lại ánh sáng cho các điểm ảnh, sau đó sắp xếp chúng lại theo trật tự ban đầu để tái tạo hình ảnh ban đâu. Phần tái tạo ánh sáng nền ssex tạo ra ánh sáng để chiếu sáng lớp hiển thị Nguyên lý hoạt động của LCD Các phần tử tinh thể lỏng sắp xếp dọc theo khe rãnh. Ở trạng thái tự nhiên, các phần tử tinh thể lỏng sắp xếp không theo trật tự nào. Khi được tiếp cận với bề mặt có khe rãnh, cách phần tử tinh thể lỏng sắp xếp song song dọc theo khe rãnh. Khi tinh thể lỏng đan xen vào giữa các phiến trên và phiến dưới cúng sắp xếp thẳng hang với khe rãnh lần lượt theo hương “a” và “b” Các phần tử phía trên dọc theo chiều “a” còn các phần tử phía dưới dọc theo chiều “b” đẩy tinh thể lỏng sắp xếp theo một cấu trúc xoay 90°. Ánh sáng cũng xoay khi xuyên suốt, hệt như các tinh thể xoay Ánh sáng xuyên qua các tinh thể lỏng, tiếp đó hướng vào các phần tử đã sắp xếp xoay 90° như hình => ánh sáng cũng xoay 90° xuyên qua các tinh thể lỏng. Ánh sáng bẻ uốn cong 90° như các phần tử khi xoay. Khi có điện trường đặt vào, tinh thể lỏng cấu trúc lại làm xoay ánh sáng khi truyền qua. Cấu trúc phân tử trong các tinh thể lỏng sắp xếp một cách dễ dàng khi điện trường đặt vào hoặc điện cực Anot tác dụng. Khi có điện áp đặt, các phân tử tự sắp xếp theo chiều dọc (dọc theo điện trường) và ánh sáng cũng xuyên suốt dọc theo chiều sắp xếp của phân tử. Chắn sáng với 2 bộ lọc phân cực (Polarizing fileters – bộ lọc phân cực): Khi có điện áp đặt vào, kết hợp cả 2 bộ lọc phân cực làm xoay tinh thể lỏng trở thành 1 hiển thị LCD Ánh sáng xuyên qua khi hai bộ lọc phân cực sắp xếp với trục phân cực Ánh sáng xẽ bị chặn khi 2 bộ lọc phân cực sắp xếp với trục Màn hình LCD: Kết hợp cả hai bộ lọc phân cực và xoay của tinh thể lỏng tạo nên một màn hình tinh thể lỏng. Khi 2 bộ lọc phân cực săp xếp dọc suốt theo hướng vuông góc với trục điện cực, ánh sáng đi vào từ phía trên, đổi hướng 90° dọc theo hướng đường hình xoắn ốc của phân tử tinh thể lỏng, vì vậy ánh sáng xuyên qua bộ lọc dưới Khi có điện áp đặt vào, các phần tử tinh thể lỏng nằm thẳng trên đường ra từ hình đường xoắn ốc và dừng đổi hướng rẽ của ánh sáng, do vậy đã ngăn cản ánh sáng xuyên qua bộ lọc dưới (bộ lọc thấp). Các hệ thống hiển thị LCD Các ký tự, chữ số và đồ họa dược hiển thị cơ bản dựa theo 3 phương pháp hiển thị Hệ thống thanh đoạn: Hiển thị độ dài sắp xếp theo dạng hình số “8” để hiển thị số Hệ thống ma trận điểm: hiển thị săp xếp theo các hang và các cột để hiển thị ký tự. Hệ thống ma trận điểm (hiển thị đồ họa): Hiển thị các hàng và các cột để hiển thị đồ họa Chương II: QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY TÍNH 2.1. Quá trình post máy Đầu tiên máy tính được nuôi bởi bộ nguồn được gọi là nguồn cấp trước và nguồn 5VSTB có giá trị 5v, được cho ra ở chân xanh lá cây và chân tím của bộ nguồn. Khi bật công tắc còn gọi là switch nguồn thì nguồn sẽ mở, lúc dó nguồn sẽ chờ đợi main gửi về 1 tín hiệu powergood để xác nhận là bộ nguồn hoạt động tốt, tín hiệu powergood được truyền trên dây mầu xám, nếu khi bật nguồn mà dây này không có điện áp thì chứng tỏ phần nguồn có vấn đề. Khi nguồn đã hoạt động tốt thì các điện áp sẽ được cấp ra các pin nối trên main của bộ nguồn. Sau dó main sẽ kiểm tra các địa chỉ cảu CPU (thường đối với những main Intel, nếu không có CPU thì nguồn sẽ không switch được). Tiếp theo CPU sẽ kiểm tra các thông số của main tai BIOS. Sau đó kiểm tra các bit địa chỉ trên RAM và cuối cùng là card màn hình. Khi card màn hình đã kiểm tra hoàn tất thì màn hình sẽ hiện lên các thông số về card màn hình, CPU, RAM,… và tới các thiết bị lưu trữ ngoài. Ta cũng có thể theo dõi quá trình post bằng card test main hoặc nhận biết các tín hiệu bằng âm thanh. 2.2. Các mã beep sai Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại main khác nhau, mỗi loại lại sử dụng những mã beep khác nhau để báo lỗi của rieng mình. Sau đây là một số mã beep thông thương. AMI BIOS AMI BIOS dung những tiếng beep đều nhau để báo lỗi. 1beep (no video): Lỗi làm tươi bộ nhớ RAM, RAM cắm không chặt hoặc RAM hỏng 2beep: lỗi cân bằng bộ nhớ sai bus hoặc RAM có vấn đề 3beep: Base 64k mem failure bad memory 4beep: bộ định thời không hoạt động main có vấn đề 5beep: lỗi ở CPU, CPU có vấn đề 6beep: 8042 gate A20 failure bad CPU or motherboard 7beep: Lỗi ở CPU sai bus 8beep: Lỗi ở card màn hình Vcard có vấn đề 9beep: Lỗi kiểm tra ROM, BIOS có vấn đề 10beep: Lỗi kiểm tra CMOS main có vấn đề 11beep: Cache memory bad main và/hoặc CPU ó vấn đề Award BIOS beep codes Award BIOS dung các tiếng beep dài ngắn khác nhau và đôi khi có tần số khác nhau để thông báo lỗi 1 dài, 2 ngắn: lỗi ở Card màn hình Card màn hình có vấn đề Beep liên tục không ngừng: Lỗi bộ nhớ RAM, RAM hỏng hoặc cắm không chặt 1 dài, 3 ngắn: lỗi ở Card màn hình, Card màn hình/ bộ nhớ của nó có vấn đề Nhiều tiếng beep cao lien tục: Lỗi CPU quá nóng, quạt CPU hỏng Beep cao thấp lặp lại lien tục: Lỗi ở CPU, CPU có vấn đề 2.3. Quá trình khởi động Chúng ta sẽ lần lượt quan sát tường bước xem giai đoạn khởi động máy này được thực thi theo một tiến trình như thế nào để khi một máy tính có thể bị trục trặc ngay trong qúa trình khởi động đó thì chúng ta có thể nhận biết được sơ bộ nguyên nhân nào gây ra. Đầu tiên ta bắt đầu bật cồng tắc để khơie động máy tính Bộ nguồn máy tính bắt đầu được cấp nguồn và thao tác đầu tiên của nó là sẽ bắt đầu thực thi bước đầu tiên trong giai đoạn post, nó sẽ đi kiểm tra tất các giá trị điện thế logic ở ngõ ra đã thực sự ổn định chưa +5v, -5v, +12v, -12v, đúng chưa. Giai đoạn mà nó tự đi post nguồn này sẽ diễn ra rất nhanh, khoảng 0,5-2s. Nếu trong quá trình kiểm tra có sự cố thì nó sẽ không cung cấp nguồn cho main nữa và có thể treo máy luôn hoặc dung tín hiệu âm thanh để báo cho ta biết. Nếu trong quá trình kiểm tra không có chuyện gì thì lúc này nó sẽ gửi tín hiệu báo nguồn tốt, tín hiệu này sẽ kích vào một mạch định thời gian Timer Microcontroller trên main, cấp nguồn cho CPU và bắt đầu ở vào trang thái sãn sang làm việc. Sau khi được cấp nguồn, công việc đầu tiên cung CPU đi thực thi là nó sẽ tiến hành đọc ROM bios. Như vậy lúc này có thể nói ROM bios đóng vai trò là người dẫn đường đầu tiên cho CPU trong quá trình khởi động Thực chất trong ROM bios sẽ mang một đoạn chương trình và yêu cầu CPU phải tiến hành thực thi đoạn chương trình này ở mỗi lần khởi động máy. Lúc này CPU sẽ lần lượt thực hiên các lệnh trong ROM bios theo thừng bước sau: Tiến hành kiểm tra các thiết bị cơ bản nhất trên hệ thống để xem tình trạng làm việc của các thiết bị này đã sẵn sang chưa. Các thiết bị cơ bản này bao gồm: RAM, HĐ, VGA, các bộ chipset và mainboard. Trong quá trình kiểm tra từng thiết bị, nếu tốt nó sẽ đi kiểm tra tiếp, nhưng nếu gặp sự cố trong giai đoạn này thì hoặc là máy sẽ treo luôn không co hình ảnh và âm thanh gì, hoặc là máy sẽ dung tín hiệu báo lỗi âm thanh để thông báo cho ta biết. Lúc này chưa hiện hình được vì CPU chưa đọc ROM màn hình Kiểm tra RAM trong giai đoạn này thì thông thường ta sẽ gặp một số lỗi như sau: Nếu ta gắn RAM sai Bank thì máy sẽ không lên hình ảnh và không báo lỗi gì cả, nhưng nếu ta gắn RAM lỏng hay chân RAM hỏng thì máy sẽ dung tín hiệu âm thanh để báo cho ta biết, và thông thường mã âm thanh báo lỗi của RAM là nó sẽ bip từng tiếng ngắn và lien tục nhau. Kiểm tra đĩa cứng thì thông thường ta sẽ gặp một số lỗi sau: Nếu ta gắn một đĩa cứng bị hỏng, gắn lỏng dây hoặc set jumper thì chẳng ảnh hưởng gì. Máy vẫn làm việc bình thường chỉ có ta hông thể detect được đĩa cứng đó trong Cmos và không vào được win. Khi kiểm tra VGA: Nếu ta gắn VGA tốt, bình thường thì không có chuyện gì xẩy ra, nhưng nếu ta gắn VGA bị hỏng hay chưa gắn thì máy sẽ phát tín hiệu báo lỗi và tín hiệu báo lỗi này sẽ là một tiếng bip kéo dài và 3 tiếng bip ngắn. Nhờ code báo lỗi của VGA ta có thể lợi dụng nó để xem main hay CPU có bị hỏng hay không. Giả sử ta bật máy lên chảng có âm thanh hình ảnh gì và ta nghi ngờ là có thể hỏng main hay CPU. Để xác minh xem là có hỏng main hay không ta có thể thử bằng cách cấp nguồn cho main bình thường, gắn RAM, loa và nhổ CGA ra, Bật nguồn lên, nếu máy báo lỗi VGA ra loa thì có nghia main và CPU vẫn có thể làm việc bình thường, còn nếu không báo lỗi thì ta có thể xác định là do main. Và cuối cùng nó sẽ di kiểm tra các thành phần còn lại trên main và các bộ chipset hệ thống. nếu quá trình kiểm tra này hoàn tất mà không có lỗi gì cả lúc này ta sẽ nghe được một tiếng bip ngắn, tiếng bip này xác nhận cho ta biết quá trình post đã thành công. CPU tiếp tục đi đọc ROM màn hình và bắt đầu thông tin lên màn hình các thông tin đầu tiên mà nó sẽ thông báo cho ta biết là hang sản xuất card màn hình, model và dung lượng Ram hình của nó. Giai đoạn báo thông tin này đối với các máy đời cũ diễn ra khá chậm, nhưng đối với các máy đời nay nó diễn ra rất nhanh. Tiếp theo, nó sẽ đi dò tìm trên hệ thống để xem ta có đang sử dụng một adapter card nào có gắn ROM hay không, nếu không thì thôi nếu có thì nó sẽ đi đọc luôn thông tin trong ROM của adapter card đó Đọc và báo thông tin về CPU, main và ROM bios. Về CPU nó sẽ báo hang sản xuất CPU, loại CPU và tần số làm việc của nó. Về main nó sẽ báo loại main, đời main và bộ chipset của main. Về ROM bios có thể nó sẽ báo hang sản xuất, ngày sản xuất và version của nó. Test RAM: Thông thường khi test RAM nó sẽ test RAM 3 lần và trong mỗi lần đso nó sẽ đi test lại bộ nhớ qui ước 2 lần Đến địa chỉ trên RAM để đọc 1 byte ở giá trị này xem hệ thống đang boot nóng (warm boot: boot bằng ctrl-alt-del) hay boot lạnh (cold boot: reset hay tắt máy). Địa chỉ này là 0000:0472, nếu byte này có giá trị là 1234h thì hệ thống đang boot nóng, còn nếu là giá trị khác thì hệ thống đang boot lạnh. Nếu hệ thống đang boot lạnh thì khởi động lại nó phải thực thi từng bước giống như lúc đầu. Nhưng nếu hệ thống đang boot nóng thì khi boot lại nó sẽ bỏ qua các bước đã thực thi rồi ví dụ như đọc CPU, test RAM… nhằm làm cho quá trình khởi động nhanh hơn. CPU đi đọc CMOS, đọc các thông tin đang được khai báo trong CMOS rồi so sánh với thực tế hệ thống, nếu đúng thì làm tiếp nhưng nếu thông tin trong khai báo trong CMOS bị sai thì có thể máy sẽ báo lỗi hoặc treo máy. Như vậy CPU sẽ đi đọc CMOS ngay sau khi test RAM, nên thông thường nếu ta đang khởi động mà máy test RAM xong bi treo thì hầu hết 90% nguyên nhân là do các thông số trong BIOS gây ra. Kiểm tra lại BIOS Đến mục thứ 2 BIOS Features Steup trong CMOS đọc mục Boot Sequence để xem ta đang cho khởi động từ ổ đĩa nào. Nếu biết được ổ đĩa đang được cho khởi động thì đi đọc ngay sector vật lý đầu tiên của đĩa A, đó chính là DBR của A, nhưng nếu ta cho boot C:A thì nó sẽ đi đọc sector vật lý đầu tiên trên đĩa cứng và sector này chính là bảng master partition table. Bây giờ giả sử ta đang cho boot A:C, CPU sẽ đi đọc bảng partition chủ trên đĩa cứng. Đọc bảng partitiom của đĩa cứng. Đầu tiên nó sẽ đụng 446bytes của đoạn chương trình ngắn và sẽ thực thi 3 lệnh trong đoạn chương trình ngắn này Kiểm tra 64 bytes của bảng thông số vật lý cảu partition bên dưới rồi so sánh với thực tế trên đĩa xem có đúng không. Nếu đúng thì làm tiếp nhưng nếu sai thì hoặc là treo máy hoặc là sẽ báo một số trong các thông báo lỗi sau: Invaild partition table, Error loading operating system, Missing operating system. Kiểm tra xem ta đang chia làm bao nhiêu partition và partition nào đang được set active. Còn nếu trong quá trình kiểm tra nó không thấy partition nào được set active thì có thể ta sẽ nhận được thông báo: Press any key to reboot, No Rom Basic, System halt… Nếu đã xác định được partition nào đang được set active rồi thì đi đọc sector logic đầu tiên của partition hay ổ đĩa logic đó hay nói cách khác lúc này CPU sẽ đi đọc DBR của ổ đĩa này bởi theo qui địnhcủa DOS, sector logic đầu tiên của một ổ đĩa lúc nào cũng phải là DBR Khi đọc DBR, vì bảng thông số nội bộ của DBR lại nằm trên nên đầu tiên nó sẽ đọc 3bytes nhảy trước EB 3c 90 hay EB 58 90 để nhảy qua bảng thông số nội bộ, đến và bắt đầu thực thi 2 lệnh của đoạn chương trình mồi DBR Kiểm tra 59bytes hay 87bytes của bảng thông số nội bộ DBR bên trên rồi so sánh với thực tế nội bộ trên ổ đĩa đó xem có đúng không. Nếu đúng thì làm tiếp nhưng nếu sai thì hệ thống sẽ treo máy và không cho phép ta khởi động được nữa, có thể lúc này ta gặp một con trỏ nhấp nháy trên màn hình Đến các cluster đầu tiên trên đĩa, thông thường đối với Diskedit là cluster 2 để tải Io.sys lên RAM. Nếu không tìm thấy Io.sys ở vị trí này ta sẽ nhận được một câu thông báo: Non system Disk or Disk error. Replace and press any key…Nhưng nếu tải được Io.sys lên RAM rồi thì ta có thể xem như quá trình khởi động đã thành công vì lúc này Rom bios trả quyền điều khiển lại cho hệ điều hành. Có mộ số lưu ý về Io.sys: Io.sys chính là một phần của hệ điều hành và nó phải có vị trí xác định, nó phải nằm ngay các cluster đầu tiên và không bao giờ thay đổi trên đĩa. Nếu mất Io.sys, vì đặc điểm này nên ta không thể dung lệnh coppy bình thường để coppy lại nó mà ta phải dung Sys để tạo ra Disk – make a disk bootable. Như vậy Sys hay Disktool cũng là một tập tin dùng để coppy nhưng nó coppy Io.sys vào đúng ngay vị trí của nó, ngoài ra nó còn tạo cho ta cả đoạn chương trình mồi của DBR KẾT LUẬN Quá trình thực tập chuyên ngành đã giúp em hiểu rõ hơn phần nào về chuột, bàn phím, màn hình và quá trình khởi động máy tính trong đó có đoán các mã beep sai khi khởi động máy tinh. Trong đó em đã biết được cấu tạo và nguyên lý làm việc của chúng, cũng như biết được một số lỗi thường gặp cũng như một số cách giải quyết những lỗi đó. Trong quá trình thực tập em cũng đã cố gắng rất nhiều, nhưng do thời gian có hạn cũng như vốn kiến thức còn hạn hẹp, nên không thể tránh khỏi những lỗi và sai sót trong khi làm bài. Vì vậy em rất mong các thầy cô bộ môn chỉ bảo để báo cáo của em được hoàn thiện hơn. Trong thời gian thực tập, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo thạc sỹ Phạm Đức Long là thầy đã hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành bài báo cá này. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiên Hoàng Kim Tiến Tài liệu tham khảo Bài giảng bảo trì và sửa chữa máy tính – th.s Phạm Đức Long Kỹ thuật phần cứng máy tính – Trần Quang Khải Giáo trình phần cứng máy tính Một số luận văn chuyên nghành, tiểu luận chuyên ngành và một số bài thực tập chuyên ngành khác