DVR主板篇 硬盘录像机要点.docx
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DVR主板篇 硬盘录像机要点.docx
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DVR主板篇硬盘录像机要点
主板篇
一、主板的架构
逻辑框图硬件构架图
二、芯片的功能、作用,具体内容:
(CPU、FLASH、DSP、80225、XC95144、970、SIL0680、5150、SAA7113、SAA7144、SAA7121、STV108、
AMC117、7585、1801、4334、时钟发生器IC、RTC实时时钟、I/O芯片、串口芯片SP491、缓冲器244,245、
门电路74系列、电阻R、电容C、二极管D、三极管Q、电源IC、电感L、晶振X,串口,并口、PCI、
USB)
三、主板的重点电路讲解:
1、时钟电路2、门电路3、I/O通信协议4、I/O接口定义
四、主板的信号流程以及维修原理
五、主板测试点:
(在维修中讲解)
六、主板维修的方法:
1、观察法2、触摸法3、逻辑推理法4、波形法5、电阻法6,替换法
7、示波器及锁波法8、诊断卡法9、FLASH的烧录和刷新
七、常见故障的维修
八、典型故障的维修
九、总结主板及卡类维修,熟悉及掌握维修流程
一、主板的架构:
逻辑框架图
TXD网口
L80225
RXD
SP491RS485
面板CPURS232
SP202
8031ARM2510
单片
机
Vout
PCIDSP0
VGA
LPVout
PCIVin
Ain
PCI
PCI
硬件构架图
二、主板上各芯片的功能及名词解释
IC
功能
备注
CPU-ARM2510
主控芯片
FLASH
存放BIOS、操作系统和核心软件
DSP-642
视频编码压缩
RAM
数据交换暂存
XC95144
实现报警模块,以及产生各种复位使能控制信号
SIL0680
硬盘控制器
L80225
网络控制器
HC系列
LX970
网络控制器
ME系列
SAA7113
视频A/D转换给DSP处理
SAA7144
视频A/D转换给DSP处理
5150
视频A/D转换给DSP处理
STV108
视频D/A转换输出VGA
SAA7121
视频D/A转换输出Vout
PCM1801/1800
音频A/D转换给DSP处理
4334
音频D/A转换输出Aout
SP491
RS485串口驱动器
SP202
RS232串口驱动器
8563T
RTC
TPS54310/54610
开关电源转换器
1.4V、1.8V
AMC117
三端稳压片,电源转换芯片
2.5V、1.8V
74LVC08
与门A*B=Y
74LVC125
三态缓冲器
作时钟分配器或复位信号分配器
74LVC07
低有效缓冲器
74HC14
非门
PI74LPT16245
16位双向缓冲器
6424
存储加密信息
PI6C24
时钟分配器
主板上各晶振的作用
晶振型号
作用
备注
32.768KHz
RTC
10MHz
提供给CPU基准时钟,来产生166M、133M、33M时钟
14.31818MHz
提供给5150的基准时钟,产生27M
25MHz
经倍频后输出125M提供给DSP去内存同步
50MHz
提供给DSP基准时钟
3.570MHz
加密芯片总线时钟
27MHz
提供给7121时钟
4.096MHz
音频基准时钟
三、基本概念解释及部分电路讲解
BIOS:
基本输入输出系统。
(BasicInputOutputSystem)
主要负责软件、硬件的连接。
既属于硬件,又属于软件,其固化了开机自检程序。
属只读可编程存储器,内部固化的程序不会因掉电而丢掉。
BIOS的功用:
①提供CMOS设置的程序,进行各硬件的设置及主板的特殊功能设定。
②系统配置的分析(CPU的种类,内存的容量等)。
③提供(POST)(开机自检)
④载入操作系统(98、NT、UNIX等)
⑤提供中断服务程序。
BOIS:
控制管理着主板开机自检过程,反馈回诸如系统安装的设备类型,数量等信息,是设备必不可少的初始化程序。
BIOS功用:
①BIOS中断服务程序,②BIOS系统设置程序,③上电自检,④BIOS系统启动、自举程序。
BIOS自检流程:
1、首先检CPU,一切正常都是建立在CPU正常的基础上。
2、检查BIOS,若BIOS本身有问题,自检是毫无意义的。
3、检查PCI设备。
5、检查DMA控制器。
RTC:
实时时钟(CMOS、RAM)互补金属氧化半导体。
①属存储器的一种,用于储存CMOS设置的信息。
②只需2.2v电压即可维持其内部资料不丢失。
③工作方式:
开关机都有电源供应。
与IC8563T相连的小晶振为RTC的标志,频率是32768HZ
常见元件的代号
U1:
CPU中央处理器R:
电阻(RP、RN)
C:
电容L:
电感Q:
三极管D:
二极管U或V:
IC芯片
门电路:
数字逻辑电路。
(在主板上主要跟电源触发和复位电路有关,244,245是缓冲器)所谓逻辑,就是一定的规律性,或者是一定的因果关系。
0表示事物不发生或条件不具备(0~1V)。
1表示事物发生或条件具备(3~5V)。
能完成逻辑运算的电路为逻辑电路或数字电路。
非门:
Y=/(A)或门:
Y=A+B与门:
Y=A·B或非门:
Y=/(A+B)与非门:
Y=/(A·B)异或门:
Y=A·B+A·B与异或门:
Y=A·B+C·D
74系列:
740424474245741474138
74327405740674087409
740074037431
*SP串口速度<并口速度PP<USB速度
PCI总线:
为32位总线,且可扩展为64位,有124个脚(实际上去掉4个定位卡有120引脚),AD线有32条,工作频率为33MHZ/66MHZ,最大传输速率133MB/S。
总线宽度32位(5V)64位3.3V。
PCI总线(32位)底视图
名称
信号名称
信号名称
Pin
SideA1
R
SideA2
R
SideB1
R
SideB2
R
1
TRST#
352
+12V
535
-12V
∞
TCK
0
2
TMS
∞
TD1
350
Ground
0
TDO
∞
3
+5V
352
INTA#
526
+5V
351
+5V
350
4
INTC#
528
+5V
350
INTB#
526
INTD#
526
5
Reserved
543
+5V
351
PRSNT1#
∞
Reserved
∞
6
Reserved
∞
Ground
0
PRSNT2#
∞
Ground
0
7
Ground
0
Reserved
∞
Ground
0
Reserved
∞
8
Reset#
477
+5V
351
Ground
0
CLK
734
9
GNT#
500
Ground
0
Ground
0
REQ#
473
10
Reserved
1955
AD(30)
477
+5V
350
AD(31)
477
11
+3.3V
∞
AD(28)
477
AD(29)
477
Ground
0
12
AD(26)
477
Ground
0
AD(27
477
AD(25)
477
13
AD(24)
476
IDSEL
593
+3.3V
∞
C/BE#(3)
486
14
+3.3V
∞
AD(22)
477
AD(23)
477
Ground
0
15
AD(20)
477
Ground
0
AD(21)
477
AD(19)
477
16
AD(18)
460
AD(16)
477
+3.3V
∞
AD(17)
477
17
+3.3V
∞
FRAME#
477
C/BE#
(2)
484
Ground
0
18
Ground
0
TRDY#
477
IRDY#
477
TRDY#
∞
19
Ground
0
STOP#
477
DEVSEL#
484
Ground
0
20
+3.3V
∞
SDONE
1669
LOCK#
497
PERR#
1666
21
SBO#
1667
Ground
0
+3.3V
∞
SERR#
472
22
PAR
476
AD(15)
477
+3.3V
∞
C/BE#
(1)
485
23
+3.3V
∞
AD(13)
477
AD(14)
477
Ground
0
24
AD(11)
477
Ground
0
AD(12)
477
AD(10)
477
25
AD(09)
477
定位卡
Ground
0
定位卡
26
定位卡
C/BE#(0)
485
定位卡
AD(08)
477
27
+3.3V
∞
AD(06)
477
AD(07)
477
+3.3V
∞
28
AD(04)
477
Ground
0
AD(O5)
477
AD(03)
477
29
AD(02)
477
AD(00)
477
Ground
0
AD(01)
477
30
+5V
350
REQ64#
1880
+5V
350
ACK64#
∞
31
+5V
351
+5V
352
+5V
350
+5V
350
注:
1、“#”表低电平有效。
2、Reserved为保留线。
3、Ground为地。
4、AD线为数据地址复合线。
RS-232串行接口
目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。
RS-232被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准。
RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通信。
典型的RS-232信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在+5~+15V,负电平在-5~-15V电平。
当无数据传输时,线上为TTL电平,从开始传送数据到结束,线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。
接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。
RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通信而设计的,其驱动器负载为3~7kΩ。
由于RS-232发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约30米,最高速率为20kb/s。
所以RS-232适合本地设备之间的通信。
可以通过测量DTE的Txd(或DCE的Rxd)和Gnd之间的电压了解串口的状态,在空载状态下,它们之间应有约-10V左右(-5~-15V)的电压,否则该串口可能已损坏或驱动能力弱。
RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。
RS-232-C标准规定,驱动器允许有2500pF的电容负载,通信距离将受此电容限制,例如,采用150pF/m的通信电缆时,最大通信距离为15m;若每米电缆的电容量减小,通信距离可以增加。
传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送,存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于20m以内的通信
②RS-422
RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。
图1-8-9是典型的RS-422四线接口。
实际上还有一根信号地线,共5根线。
由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收节点,最多可接10个节点。
即一个主设备(Master),其余为从设备(Salve),从设备之间不能通信,所以RS-422支持点对多的双向通信。
RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)实现。
RS-485
为扩展应用范围,EIA在RS-422的基础上制定了RS-485标准,增加了多点、双向通信能力,通常在要求通信距离为几十米至上千米时,广泛采用RS-485收发器。
RS-485收发器采用平衡发送和差分接收,即在发送端,驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出;在接收端,接收器将差分信号变成TTL电平,因此具有抑制共模干扰的能力,加上接收器具有高的灵敏度,能检测低达200mV的电压,故数据传输可达千米以外。
RS-485许多电气规定与RS-422相仿。
如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。
RS-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信。
而采用四线连接时,与RS-422一样只能实现点对多的通信,即只能有一个主(Master)设备,其余为从设备,但它比RS-422有改进,无论四线还是二线连接方式总线上可连接多达32个设备,SIPEX公司新推出的SP485R最多可支持400个节点。
RS-485共模输出电压在-7V至+12V之间;RS-485接收器最小输入阻抗为12KΩ;RS-485最大传输速率为10Mb/s。
当波特率为1200bps时,最大传输距离理论上可达15千米。
RS-485需要2个终接电阻,接在传输总线的两端,其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。
在矩距离传输时可不需终接电阻,即一般在300米以下不需终接电阻。
RS485为半双工结构,在同一时刻只能接收或发送数据。
RS485总线上也可以挂接多台设备,用于组网,实现点到多点及多点到多点的通信(多点到多点是指总线上所接的所有设备及上位机任意两台之间均能通信)。
连接在RS485总线上的设备也要求具有相同的通信协议,且地址不能相同。
在不通信时,所有的设备处于接收状态,当需要发送数据时,串口才翻转为发送状态,以避免冲突。
为了抑制干扰,RS485总线常在最后一台设备之后接入一个120欧的电阻。
USB接口
USB,全称是Universal Serial Bus(通用串行总线),它是在1994年底由康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合制订的,但是直到1999年,USB才真正被广泛应用。
自从1994年11月11日发表了USB V0.7以后,USB接口经历了六年的发展,现在USB已经发展到了2.0版本。
USB接口的特点是:
①数据传输速率高。
USB标准接口传输速率为12Mbps,最新的USB2.0支持最高速率达480Mbps。
同串行端口比,USB大约快1000倍;同并行端口比,USB端口大约快50%。
②数据传输可靠。
USB总线控制协议要求在数据发送时含有3个描叙数据类型、发送方向和终止标志、USB设备地址的数据包。
USB设备在发送数据时支持数据侦错和纠错功能,增强了数据传输的可靠性。
③同时挂接多个USB设备。
USB可通过菊花链的形式同时挂接多个USB设备,理论上可达127个。
④USB接口能为设备供电。
USB线缆中包含有两根电源线及两根数据线。
耗电比较少的设备可以通过USB口直接取电。
可通过USB口取电的设备又分低电量模式和高电量模式,前者最大可提供100毫安的电流,而后者则是500毫安。
⑤支持热插拔。
在开机情况下,可以安全地连接或断开设备,达到真正的即插即用。
USB还具有一些新的特性,如:
实时性(可以实现和一个设备之间有效的实时通信)、动态性(可以实现接口间的动态切换)、联合性(不同的而又有相近的特性的接口可以联合起来)、多能性(各个不同的接口可以使用不同的供电模式)。
IDE总线:
接口有ATA33/66/100,传输速度可分别达到33MB/S,66MB/S,100MB/S,主要连接硬盘,光驱等设备。
外部主流总线最大传输速率表
串口
115KB-230KB/S
并口
1MB/S
EPP/ECP并口
3MB/S
USB1.1
1.5MB/S
USB2.0
60MB/S
IEEE1394
50MB/S
IDE
3.3—16.7MB/S
ULTRAATA33/66/100
33/66/100MB/S
ULTRA/ULTRA2SCSI
40/80MB/S
ULTRA160SCSI
160MB/S
ATX架构的电源电源插座顶视图
引脚
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
颜色
橙
橙
黑
红
黑
红
黑
灰
紫
黄
电压
+3.3V
+3.3V
GND
+5V
GND
+5V
GND
+5V
+5V
+12V
引脚
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
颜色
橙
蓝
黑
绿
黑
黑
黑
白
红
红
电压
+3.3V
-12V
GND
+5V
GND
GND
GND
-5V
+5V
+5V
注:
、将14、与地短接后即可触发(也叫强行触发,要慎重使用)即14绿为PS-ON与地短路后变为0V,任何时候待命电源紫色9必须为5V。
灰色8为PG信号。
IDE(顶视图)
IDE接口定义
引脚
IDE信号
引脚
IDE信号
1
Reset
2
GND
3
D7
4
D8
5
D6
6
D9
7
D5
8
D10
9
D4
10
D11
11
D3
12
D12
13
D2
14
D13
15
D1
16
D14
17
D0
18
D15
19
GND
20
KEY(未用)
21
DMARQ
22
GND
23
DIOW-
24
GND
25
DIOR-
26
GND
27
IORDY
28
ALE(允许)
29
DMACK
30
GND
31
INTRQ
32
IOCS16
33
DA1
34
PDIAG-
35
DA0
36
37
CSOfx
38
CSIfx
39
DASP
40
GND
注:
“O”表来源于驱动器的信号。
“I”表来源于接口控制器的信号。
注:
1、DMARQDMA请求信号;2、DMACK为DMA响应信号;3、IORDY为IO设备就绪信号;4、INTRQ为中断请求信号;5、IOCS16#为IO片选16;6、
四、信号流程:
模数转换编码压缩
网络控制器
Vin
Ain
串口通信
RS485
RS232
数模转换
Vout解码解压
VGA
Aout
视音频信号经过模数转换后送到DSP,DSP再对数据进行编码压缩,一部分根据DSP0的请求通过PCI总线发送给DSP0进行解码解压缩实现预览功能,一路通过PCI传CPU,CPU根据设定需要封装成一定格式给硬盘控制器和网络控制器。
当回放的时候,CPU先从硬盘控制器调用录象文件,通过PCI总线发送给DSP0进行解码解压,再通过数模转换输出到监视器或显示器以及音箱。
维修原理:
维修的过程就是根据故障现象,通过信号流程图来定位故障部件,由大到小,由部件到模块,由模块到具体IC及元器件,再对故障元件器件进行修复或者替换来排除故障。
对于IC可以通过测量关键引脚对地阻抗的来判断芯片以及线路的好坏,也可以通过测量IC的时钟信号是否有输出、数据地址线是否有信号来判断IC的好坏。
对于晶振可以通过测量其输出脚时钟频率是否正常来判断晶振是否好坏。
对于阻容元件可以通过测量其阻抗以及信号是否能通过来判断其好坏。
对于PCB可以通过测量线路对地阻抗或者线路通断来判断其好坏。
五、主板测试点:
CPU工作正常的情况下:
通过R20输出133MHZ到RAM;通过UL9-PI6C24分配33MHZ时钟给各PCI设备。
DSP工作正常的情况下:
DSPRAM第68引脚将得到一个125MHZ的时钟信号。
5150工作正常的情况下:
第5脚输出14.31818M时钟信号,第9脚将输出27MHZ时钟信号。
7121工作正常的情况下:
第5脚输出27M时钟信号,第12脚输出12M时钟信号,第30脚输出VOUT图象。
4512工作正常的情况下:
第8脚输出125M时钟信号。
加密芯片6424工作正常的情况下:
第7脚输出3.570M时钟信号。
0680A工作正常的情况下:
第140脚输出33M时钟信号。
4334工作正常的情况下:
第4脚输出4.096M时钟信号。
六、主板维修的方法:
1、观察法2、触摸法3、逻辑推理法4、波形法5、电阻法6,替换法
7、FLASH的烧录和刷新
一、观察法:
观查主芯片,PCB板,电源IC,各个阻容元件。
①观查主芯片是否有明显的烧糊,烧焦现象,烧爆。
②看其他各个元器件是否有短路现象。
三、触摸法:
(通电一段时间):
触摸主板的各芯片,IC等,看它是否过热或过凉现象存在。
过热:
①内部短路,②电源电压高。
过凉:
①开路,②无供电,③工作条件不满足。
三、电阻法:
PCI:
32条AD线对地R相同,部分主板可能有一条较其它的31条对地小几十Ω属正常。
CPU→RAM:
15条A线和32条D线对地R相同,CLK38脚。
D
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