并非PC独享 看生活中随处可见的主板们

一提到“主板”这个名词，大家是否会立即想到电脑主板呢？作为电脑中最为重要也常见的部件，主板这个词似乎被用来专指电脑主板。这就好像我们口中经常说的“DIY”一样，长久以来它被用来专指PC DIY了，但其实只要是“Do it yourself”自己动手都算作DIY。

同样的，主板也是一个很大很广的概念，它并非仅仅指的是我们日常使用PC的主板。其实在我们身边，仍然有很多很多主板出现。那么它们究竟“藏身”于哪里？今天笔者就来告诉大家吧！

●主板是什么？

首先让我们来强化一下概念，那就是主板到底是什么。主板的英文为Motherboard或Mainboard，直译过来就是“母板”、“主要的板”，事实上主板的功能也正如同其英文意义所说的那样，像一个母体一样为一套设备提供了一系列的接合点，并将各类硬件、外设联结起来。主板是构成各类复杂电子系统不可或缺的重要部件。

拿PC举例来说，CPU负责计算，内存负责存取运行文件，硬盘负责存放，显卡负责图形处理，网卡负责联网，声卡负责处理声音……而主板，不负责任何一项“专业”技能，但它却是必不可少的：将硬件联结组成一台完整的PC。

PC当然是一套复杂的电子系统，但是在这个世界上并不仅仅只有PC是复杂的电子系统，而即使一些设备并没有PC系统般复杂，但是它们仍然是内部相互关联的电子设备，因此主板同样必不可少，比如我们家里必备的电视机，洗衣机，电饭煲等，还有经常可以见到的自动售货机……

●专用单片机

自动售货机应该算是我们日常能够接触到比较频繁的了，投下硬币或纸币后售货机可以识别面值，选择相应商品后便可获得。那么在自动售货机内部同样有一套负责运作这些步骤的系统以及一套电路设备，这里面同样包含着不可或缺的主板。

凑巧的是，笔者大学专业为自动化。到了大四快毕业的时候，身边有一些同学的毕业设计就选择的是制作自动售货机的控制系统。说简单也简单，自动售货机系统无非需要制作设置一下几个方面：货币识别，货物选择以及出货找零。货币识别分为纸币和硬币，从大小判断；货物选择需要内部拥有相应记忆系统，而之后的出货及找零则就是顺理成章的了。最重要的是将这之内的逻辑理清并搞对关系，制作自动售货机系统其实并不难。

而要实现这些功能，必不可少的就是单片机系统。

单片机是一种集成电路芯片，由于自动售货机拥有其相应的专用系统，它无需像PC系统那样拥有泛用性，因此单片机集成度高结构简单，这也是单片机的重要特性。

上图为一款自动售货机的主板，相较PC主板来说它的主板要简单得多。板载了单片机芯片以及LED的它，只需再与一些I/O设备相连接，那么这个系统就算是完成了。

而在我们的家中，同样也有不少类似的设备，比如洗衣机。现在的洗衣机相较过去增加了很多功能，我们只需设定好程序，一切都可以自动运行。诸如预约洗涤、中途添衣、温度、烘干等等，控制面板及芯片仍然需要依托于主板才可以让整台洗衣机正常工作。

电视的控制系统同样采用的是单片机，其中有负责显示输出的元件，处理芯片，各种I/O接口（RF射频，分量接口，HDMI接口，D-Sub接口，音频接口等等），定时器，实时时钟等等。集成所有元件及接口，同样需要一块主板。

类似的单片机类系统设备还有很多，诸如银行排队机、电压表、示波器、工业用分析仪、空调、对讲机、门禁系统等等，广泛应用与工业控制，家电，设备领域等等。

●比单片机还简单的系统同样需要主板

较PC而言，单片机是一种比较简单的系统。当然，还有比单片机更简单的系统，那就是无需主控芯片的模拟电路。当然，模拟电路同样是需要主板的，元器件、走线、控制I/O都需要依托主板才能正常工作。而在我们的生活中，模拟电路系统同样不少，比如电风扇、抽油烟机等。

上图为某款抽油烟机的拆解图，图中可以看到抽油烟机内部同样有一块主板。由于抽油烟机功能非常简单如强抽风、弱抽风以及照明等，以至于无需程序控制，因此一套简单的模拟电路即可满足基本功能。就拿抽油烟机举例，电路系统拥有电机开关、照明开关、电容器、调速开关、指示灯及电机等，原理简单，甚至仅需初中知识便可完成电路设计。当然，实现这些功能，仍然需要一块主板。

作为越来越多PC游戏支持的设备以及游戏机的标配，游戏手柄也是我们日常接触非常频繁的设备之一，而游戏手柄从问世至今也经历了巨大的改变及发展。最早的游戏手柄仅仅拥有一些按键，当我们按下按键后，导电橡胶与电路板接触从而完成操作。然而现在，游戏手柄的功能非常强大，不但有按键操作，还拥有震动自适应、多轴感应、按键力度控制、无线控制甚至触摸板（PS4手柄），而这些功能与游戏内部还紧密的结合着。因此现如今的游戏手柄本身同样是一个小的系统，完成了从模拟电路到嵌入式单片机系统的蜕变。

归根结底，几乎任何电子系统及设备都拥有主板。而根据不同设备所实现功能的不同以及精密程度的差异，主板也拥有着不同的形态、功能及精密度。

PC发展多年至今，无论是功能还是规格都有了显著的进步，因此主板也越来越复杂，所实现的功能也越来越多。而主板这样的发展规律绝不仅限于PC领域。就拿银行的ATM机来说，在很多年前，ATM使用嵌入式系统，即专门为存款取款打造，高集成，结构简单功能单一。然而现如今，绝大多数的ATM都采用了Windows及Linux系统，算是迈进了智能化时代。

能够安装同PC一样的操作系统，说明ATM内部电子结构已今非昔比，其硬件远远要比单片机系统复杂的多。而实际上，ATM就相当于一台PC。

前文笔者曾经提到，在我们的家中有很多家电就采用了单片机系统，比如电视机及洗衣机等等。然而随着家居智能化的兴起，很多原先功能单一的家电变得非常智能，这使得它们必须从单片机时代进入到计算机时代，最明显的就莫过于智能电视了。现如今，绝大多数智能电视都配备了安卓系统，电视不再仅仅是呈现画面的工具，而变成了家庭娱乐终端，用户可以自由的安装应用。这样的改变对于专业领域的主板制造也提出了更高的要求。

特斯拉汽车的问世让人们眼前一亮，这不仅仅是因为他那强劲的电力驱动性能，还有就是强大的车载系统。目前，只能车载系统的发展速度非常迅猛，不仅仅是特斯拉，像宝马、奥迪及奔驰等汽车大厂都不遗余力的开发智能车载系统，NVIDIA的Tegra芯片功不可没。有着多媒体播放、导航以及与各类机械及电子设备驱动相关的功能，单片机显然无法满足汽车的需求，汽车也步入了智能计算机时代。能够承载如此多的硬件设施，主板的重要性自然不言而喻。

不过，随着功能的增加，主板也越来越复杂。而在复杂的背后所隐藏的缺陷就是故障率的提升，毕竟更高的集成度和更精密的设计远远要比少量设备及单一功能更容易出错。这些也都是主板制造在今后需要解决的问题。

科技让我们的生活从机械时代步入到了电子时代，而越来越多的单片机取代了模拟电路，在这之后越多越多的智能设备取代了单片机，主板作为复杂电子系统的基石，一直扮演着重要的角色，发展也一直没有停止。简陋的PC主板由最早的黄色PCB、少量元器件，发展到了今天极具个性化的外观及超强的功能配置。通过今天笔者的介绍，相信大家应该清楚原来主板并非PC专属。我们的生活离不开电子设备，而电子设备也离不开主板，如果你对它们刚兴趣，那就请在生活中多加留意，你一定会发现惊喜的。