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計算機USB接口硬件故障診斷分析

2017-11-10 11:01:34 來源網站:免費論文網創業好點子 本文移動端:計算機USB接口硬件故障診斷分析

計算機USB接口硬件故障診斷分析 本文關鍵詞:故障診斷,接口,硬件,計算機,分析

計算機USB接口硬件故障診斷分析 本文簡介:【摘要】USB接口是計算機上使用最頻繁的接口之一,使用中的經常插拔會導致接口產生垃圾或者生銹的狀況,因此故障率比較高,而外界又難以看見接口內部的情況,所以當USB外接設備出現無法連接時,易使維修員誤判接口已經壞掉,從而將接口換掉。為減少不必要的經濟損失,本文從分析計算機USB接口的種類和工作原理出發

計算機USB接口硬件故障診斷分析 本文內容:

【摘要】USB接口是計算機上使用最頻繁的接口之一,使用中的經常插拔會導致接口產生垃圾或者生銹的狀況,因此故障率比較高,而外界又難以看見接口內部的情況,所以當USB外接設備出現無法連接時,易使維修員誤判接口已經壞掉,從而將接口換掉。為減少不必要的經濟損失,本文從分析計算機USB接口的種類和工作原理出發,通過多年的維護維修實踐和教學,設計一種便攜式計算機維修用接口診斷裝置,用來觀察USB接口的內部情況,在實際應用中效果良好。

【關鍵詞】計算機;USB接口;診斷;裝置;設計

1引言

計算機的應用越來越普遍,應用水平也在不斷提高,計算機接口在長期頻繁的插拔過程中會存在垃圾或者生銹的狀況,這些垃圾一般會在各種接頭的擠壓下被推入接口內部,使得在外界難以看見接口內部的情況,在接口中插入鼠標、鍵盤等外接設備時,USB等各種接口會出現無法連接的狀況,這種情況的出現易使維修員出現誤判,認為接口已經壞掉,從而將接口換掉,使得造成了不必要的經濟損失。

2計算機USB接口工作原理簡析

USB即通用串行總線(UniversalSerialBus,縮寫USB)是計算機系統數據通訊的一種串口總線標準,也是一種計算機主機與外部輸入輸出設備接口的技術規范,目前被廣泛地應用于各種信息通訊領域之中。2.1USB接口的種類雖然目前很多通訊產品都是采用了USB接口,但是這些設備的數據線并不完全相同。這些數據線在連接計算機的一端基本都是相同的,但是在連接設備端的時候,通常出于體積的考慮而采用了各種不同的接口。本文主要介紹的是設備與計算機連接的USB標準接口,主要有兩種,而標準A型為最常用的一種。2.2USB接口的原理分析計算機上USB接口只有4根線,兩根電源線與兩根信號線,信號是串行傳輸的,所以USB接口也稱為串行口。USB接口的輸出電壓和電流是:+5V500mA實際上有誤差,最大不能超過+/-0.2V也就是4.8-5.2V。USB接口的4根線分配如圖1所示:對照USB接口標準A型(StandardA)示意圖,線序的一般排列方式從左到右是:紅白綠黑,USB接口標準B型(StandardB)線序的一般排列方式如圖1右所示。4根線分別定義如下:1紅色為USB電源:標有VCC、Power、5V、5VSB字樣;2白色為USB數據線負極:標有DATA-、USBD-、PD-、USB-DT-;3綠色為USB數據線正極,標有DATA+、USBD+、PD+、USBDT+;4黑色為電源地線:標有GND、Ground。即線1和線4負責向設備供電,線2和線3負責數據傳輸,而USB接口的硬件故障基本上是來自于4個觸點的接觸不良。

3計算機USB接口診斷裝置設計需求分析

計算機維修用接口診斷裝置需結構簡單,使用方便,其中最重要的是讓維修人員能很好的看清接口內部情況,最好能將接口內部的情況有效的顯示出來,為維護維修人員提供診斷依據,乃至多人共同會診確診。為了更好的觀察到USB接口內部的情況,在接口診斷裝置技術方案上是從以下幾個方面來解決的。3.1微型攝像頭與顯示器的配套使用微型攝像頭現在是個應用非常廣泛的設備,價格也低廉,采用微型攝像頭可以拍照、攝錄USB接口的內部情況,且圖像資料與電腦連接時,能同步在顯示器(或筆記本電腦,下同)上展示,在復雜問題出現時,由于每個人單獨看到情況用語言描述是很難統一的,圖像資料的同步展示能便于多人同時處理問題。3.2LED燈與凹面鏡反光板配套使用由于USB接口內部較小,要看清內部情況,必須要有較好的光線效果,可用LED燈(LED顆粒)直接照射在接口內部,為了讓接口內部的光線照射效果更佳,利用凹面鏡的光學原理,采用凹面鏡式反光板來聚光強化提升LED燈的照射效果。3.3微型攝像頭成像距離調節中滑桿與滑孔的配套使用要使微型攝像頭清晰的觀察到接口內部情況,必須能很好的調整攝像頭與被觀察對象的距離,以及微型攝像頭本身的的焦距調節,可將微型攝像頭固定安裝在一滑塊機構上,在滑塊中間設計一滑孔,讓滑桿在滑孔內可自由移動,來匹配微型攝像頭與USB接口的距離,從而獲得質量更佳的圖像。3.4診斷裝置固定時支撐桿與磁鐵的合理利用由于計算機上接口眾多,且主機一般是放置在不占更多空間的某一角落,所以在檢修過中最好不要將外部連接線全部斷開,甚至搬動主機,在這種情況下可采取固定安裝支撐桿方式,支撐桿采用“L”型結構設置,支撐桿一端上固定安裝一磁鐵塊,另一端與診斷裝置剛性連接,這樣整個接口診斷裝置就可用磁鐵方便吸附在主機箱上。

4計算機USB接口診斷裝置具體實施方式

計算機USB接口診斷裝置設計示意如圖2所示,為了將本接口診斷裝置具體實施方式及優點更加清楚的說明,本文結合實施案例將設計示意圖做進一步詳細說明。4.1接口診斷裝置設計示意圖4.2接口診斷裝置工作原理4.2.1接口診斷裝置固定鼠標、鍵盤等外接設備插在接口上無法連接時,如果排除了軟件及外接設備本身的故障后,就需要對各個連接節點進行檢測,而USB接口是一個重要的硬件節點,檢測前通過磁鐵塊將該裝置吸附于計算機機箱上,并使微型攝像頭對準接口。4.2.2接口診斷裝置啟動接口診斷裝置固定好后,打開開關,開關的打開使得LED燈和微型攝像頭啟動,通過LED燈發出的亮光能有效的將接口內部照亮,其中,由于微型攝像頭上設置了反光層,使得照射在反光層上的光能反射,增加照射面積,讓成像更清晰。4.2.3數據傳輸微型攝像頭將拍攝到的畫面通過數據線傳遞到顯示器或筆記本電腦上,從而通過顯示器或筆記本電腦能便捷有效的看到接口內部的情況,并且可對圖片資料實行放大、對視頻資料定格等編輯操作,采取相關技術手段后,能更清晰的看清接口內部狀況,避免出現誤判。4.2.4圖像調試由于微型攝像頭在拍照攝錄中,焦距等不一定處在最合適的位置、通過推桿能有效的推動微型攝像頭,使得微型攝像頭能沿著滑桿移動,方便拍攝USB接口內部的情況,避免了出現死角。4.3接口診斷裝置操作的簡要說明微型攝像頭2為該裝置的核心,整個設計思路、操作要求均圍繞微型攝像頭展開。下面從工作原理出發,對照側剖面圖將接口診斷裝置各部件的結構、操作要求做一簡要說明。4.3.1接口診斷裝置主體功能部分計算機系統的顯示器(或外接筆記本電腦)為20,安裝盒21為提供能源的電池盒,在電池盒左側開口用來固定安裝一凹鏡面反光板12,反光板12中間設有一個與安裝盒21相通的通孔13,安裝盒21內部固定安裝一電路板16,電路板16朝向通孔13處固定安裝一LED燈14,LED燈14一端順著通孔13延伸至外界的左側,安裝盒21內部的右側面上固定安裝一右側開口的電池安裝盒18,電池安裝盒18中設有一五號或七號干電池17,安裝盒21正對于電池安裝盒18右側的開口處設有一打開或者密封安裝盒21的蓋板15,安裝盒21下端固定安裝一開關19,安裝盒21正對于開關19處的外壁上開設一導線孔(設計示意圖中未標記),導線孔中設有兩根電線,一根電線一端與開關19連接,另一端與電路板16固定連接,另一根電線一端與開關19連接,另一端與電池17連接。4.3.2接口診斷裝置輔助功能部分本實施例中,反光板12左側的開口上固定安裝一防塵玻璃板11,微型攝像頭2設置于玻璃板11前方,兩者之間存有一定的距離,微型攝像頭2朝向玻璃板11的一端面上固定安裝一滑塊4,滑塊4中間設有一滑孔5,滑孔5中滑動安裝一滑桿6,滑桿6的結構與滑孔5相匹配,滑桿6兩端上均固定安裝一連接桿8,連接桿8另一端與反光板12的背面固定連接,微型攝像頭2的外壁面上環繞固定安裝一圈一反光層3,在反光層3上再固定安裝一推桿1。本實施例中,反光板12背面的四個角上均固定安裝一支撐桿9,支撐桿9呈“L”型結構設置,支撐桿9另一端上均固定安裝一磁鐵塊7。本實施例中,微型攝像頭2的輸入端上通過電線與開關19固定連接,微型攝像頭2輸出端上固定安裝一數據線10或利用微型攝像頭本身的數據線,數據線10另一端與固定連接顯示器20。

5結論

隨著互聯網的發展,IT產品在我們日常生活中越來越隨處可見,USB接口的應用也更加普及,,USB接口插拔的次數會更加頻繁,USB接口硬件出現故障也將會增多,為了快速的判斷出USB接口節點的硬件“假故障”,通過多年的維護維修實踐和教學,本計算機維修用接口診斷裝置,在觀察USB接口的內部情況實際應用中,效果良好。

參考文獻

[1]李瑩瑩.筆記本電腦主板維修中的技巧(下)[J].家電檢修技術,2013(11):58-59.

[2]馮憲光.計算機主板USB接口電路分析及故障檢修[J].科技促進發展,2012(s1):150-152.

[3]涂子華,宋利輝.計算機接口技術的特點與應用設計研究[J].無線互聯科技,2015(10):93-94.

作者:潘西明 趙紅洲 單位:江西財經職業學院

  • 計算機USB接口硬件故障診斷分析

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本文標題:計算機USB接口硬件故障診斷分析
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