前沿拓展：

最近得到一臺有故障的德州儀器TI-89圖形計算器（由壇友chendanxing贈送），研究了一段時間后修好了。因為之前曾陸續在壇子里發過幾個關于德州儀器圖形計算器拆機和超頻的帖子，所以也把這次的拆機維修和超頻的經歷總結一下發個帖子，以供感興趣的壇友參考。首先上一些修好之后拍攝的TI-89圖形計算器的外觀照片。

以上照片都是在小型攝影棚（某寶花150多買的）中用手機拍攝的，以下就是拍攝所用的小型攝影棚：

下面開始正題。首先簡單介紹一下TI-89這款圖形計算器。TI-89是德州儀器（TexasInstruments，簡稱：TI）于1998年發布的圖形計算器，硬件配置相當于TI-92Plus（請看之前我們發布的文章有詳細介紹及拆解超頻。與TI-92Plus相比，TI-89最明顯的不同點是其鍵盤布局不是像TI-92Plus那樣的橫向QWERTY全鍵盤，而是傳統豎向手持式圖形計算器鍵盤，所以TI-89可以被帶入考場用于各類考試，而TI-92Plus無法被帶入考場使用）。

TI-89的后續升級機型是TI-89Titanium（硬件配置相當于Voyage200，曾被稱作是地球上最強大的圖形計算器之一）。TI-89這款計算器早已停產多年，是德州儀器的經典之作，也是68K系列圖形計算器的代表之作。德儀官方網站早已停止對此款計算器的技術支持（連中文使用說明書都下架了）。我手上這臺TI-89圖形計算器，是壇友chendanxing贈送的故障機。這批機器的來歷是去年從北京大學淘汰下來的一批“985”計劃儀器設備流通到某寶上出售，壇友chendanxing收了幾臺，其中的這臺故障機送給我研究了。我收到后，就開始了若干天拆機維修的歷程（注意：以下照片中有部分為維修后補拍，僅供參考）。

第一天：剛拿到這臺TI-89計算器，看外觀成色還不錯，可惜因為保管不當（閑置過久）導致電池漏液變成了故障機（這是德州儀器所有使用干電池供電的圖形計算器的通病）。于是先拆開看看。所用拆機工具如下（主要拆機工具就是數碼之家22合1螺絲刀套件）。

拆機之前先上正面照。如下圖所示：

拿到TI-89這臺機器時的故障現象是：按左下角的開關鍵（ON）開機，可見屏幕有很暗淡的顯示，幾秒后畫面一閃就無顯示了。根據故障現象初步推斷為可能是主板上由于某處漏液腐蝕短路而導致電路保護關斷，或者腐蝕銹跡導致的局部線路工作不穩定。所以第一步要做的就是拆機清洗主板上殘留的電池漏液殘渣和被腐蝕的銹跡。先打開計算器背面的電池倉蓋，如下圖所示。

取出主電池倉中的四節7號（AAA）電池（主供電電池可以用7號堿性電池或者鎳氫充電電池，上圖中的鎳氫充電電池是我自己準備的；原機自帶的CR1616備份紐扣鋰電池也早已沒電了，我換了一塊CR1620）。然后用PH0號螺絲刀頭打開主電池倉上方的備份電池倉蓋（備份電池是一顆紐扣鋰電池，可用型號：CR1616或CR1620；拆機時此備份鋰電池可以不用取出，但備份電池倉蓋必須打開）。

用T6號螺絲刀頭卸下固定后蓋的6顆螺絲，打開并取下計算器后殼（需要注意后殼周圍有塑料卡扣，可用拆機棒輔助開殼）：

計算器后殼內側如下圖所示：

取下計算器后殼后，即可看到里面的計算器主板背面上方有一層屏蔽膜，用PH0號螺絲刀頭卸掉底部兩顆螺絲后即可取下屏蔽膜：

用PH0號螺絲刀卸下剩余四顆螺絲后，即可取出計算器主板。計算器前殼、導電橡膠鍵盤和塑料鍵盤按鍵是可以分離的，如下圖所示：

仔細觀察，發現計算器主板背面靠近聯機數據接口的位置有個貼片電容（C43）掉了（可能是被電池漏液腐蝕的后果），經過電路布局分析認為此電容對主板主要功能影響不大，所以暫時可以不管它（后來證實即使沒有此電容也可以正常聯機同步數據）。

用洗板水仔細清洗主板上有明顯電池漏液殘渣和腐蝕銹跡的地方，然后晾干；順便把部分露出的銅皮表面氧化層刮掉并鍍了些錫，如下圖所示：

此計算器主板正面的鍵盤區域，在我收到之前曾被壇友chendanxing 維修過（用導電銀漆補過兩處線路）；我洗板后，之前維修涂的導電銀漆就被一起洗掉了。由于手上暫無導電銀漆可用，所以就用漆包線重新飛線補了這兩處線路，并用絕緣膠帶在漆包線上下兩側都做好絕緣（貼了兩層），如下圖所示。

所使用的漆包線如下圖所示：

后來又買了些導電銀漆留作以后備用（這次維修沒有用上），如下圖所示：

用漆包線補完線路后，把主板裝回去開機測試，結果發現計算器的屏幕完全沒有任何顯示了（洗板之前還能顯示幾秒鐘的）。看來主板線路故障點不止兩處，還有更多潛在的故障點有待排除。

第二天：基于第一天的維修結果，分析認為可能是洗板將殘留銹跡除去，從而導致出現了新的線路斷點，所以屏幕完全沒顯示了。于是仔細用數字萬用表的蜂鳴通斷檔測量主板正面的鍵盤區域的線路走線，仔細排查每一條線路（對于同一條線路執行從一端過孔到另一端過孔的完整測試），查找有無之前未發現的新線路斷點。結果又找出了4處線路斷點，然后用漆包線飛線接上了。

至此，主板正面的鍵盤區域的線路斷點，已經從原先的2處增加到6處，并排除掉了潛在的不穩定線路斷點（這次測試只是測試了線路通斷，沒有仔細查看各線路的具體導通電阻值，所以此時尚未發現實際上還有未發現的潛在故障點）。計算器主板背面線路也仔細檢測了，并未發現有明顯故障點。然后再把主板裝回去，安裝電池后測試，結果計算器屏幕仍無任何顯示。看來還有未發現的故障點有待排查。以下是計算器主板正面的鍵盤區域所修補的6處線路斷點示意圖：

于是直接外部供電（用移動電源給計算器主板供電輸入端直接提供6V直流電壓供電，如下圖所示），用萬用表測量主板供電部分電路各點電壓（如下圖所示），測量結果是相關元器件引腳各點電壓基本正常。

此時還不能確定屏幕供電電壓是通過哪個引腳輸入的，所以沒有詳細測試屏幕排線接口的各點電壓（TI-89的屏幕排線是分為行和列兩組直接焊接在主板背面的；行和列的液晶顯示驅動芯片也是分別直接集成在兩組排線上的，封裝形式：TinyChip-On-Board）。

考慮到計算器的主控芯片68KCPU（型號：MC68EC000）和作為膠合邏輯（GlueLogic）的ASIC芯片（型號：TI-REF200C040）有引腳虛焊的可能性（畢竟是十幾年前的古董機器了），于是用電烙鐵將68KCPU芯片和TIREF芯片各引腳都補焊了一遍，用洗板水清洗干凈晾干后再測試，供電部分各點電壓仍都基本正常，但屏幕仍無顯示。

CPU和ASIC芯片在主板上的位置如下圖所示（就是主板背面那兩塊四邊都有很多引腳的正方形的IC；小正方形是CPU，大正方形是ASIC芯片）。

至此維修陷入困境，無法進一步縮小故障范圍。于是留待下一天繼續研究。

第三天：根據前一天的維修結果，認為主板主供電電路部分基本上是正常的，CPU及其相關電路應該也可以進入工作狀態，但屏幕無顯示，所以決定使用示波器測量一下主板上的晶振（主板背面ASIC芯片附近有一個標記為X1的元件即為晶振，上面印刷標記的頻率是32.768kHz）的波形，以確定主板相關電路是否已進入工作狀態（如下圖所示）。

經過調試，在示波器（其實是手持式示波表）的屏幕上得到了TI-89圖形計算器主板上的晶振的波形（實際頻率約為32.8kHz），證明計算器主板相關電路已經進入工作狀態了。

如上所述，既然晶振都正常工作了，各處供電電壓也基本正常，那么為何屏幕始終沒有顯示呢？這時，對整個維修過程具有決定性的關鍵時刻來臨——我突然想起，德州儀器的圖形計算器都是可以通過數據線連接到電腦上使用PC端軟件同步數據的，何不將TI-89連接到電腦上查看一下計算器的工作狀態呢？

于是，將這臺TI-89的數據接口里的銹跡盡量清理干凈，然后找出以前買TI-92Plus計算器附帶的TI-GraphLinkUSB數據線（俗稱：USBSilverlinkCable，即“銀線”），將TI-89計算器通過USB數據線連接到電腦的USB接口上（為了以防萬一，電腦端USB接口上接了個帶過載保護的USBHUB），如下圖所示。

然后，在電腦上運行TIConnect軟件，搜索到了USB設備，很快就看到了TI-89計算器的設備信息，一看系統版本還是2.05（2000年的固件），就直接升級到了2.09最終版本（2003年的固件，實際是2008年發布的），然后用TIConnect軟件獲取了幾張TI-89計算器的屏幕截圖，證明了這臺TI-89圖形計算器除了屏幕不顯示外，主板部分都是可以正常工作的（鍵盤按鍵暫時尚未逐個測試）。以下是電腦（PC）端TIConnect軟件的運行截圖：

這樣，對于TI-89計算器的維修終于有了重大進展，為接下來完全修復的工作做了鋪墊。

第四天：將前幾天的維修成果與壇友chendanxing交流了下，得出結論：可能計算器的屏幕供電電路部分有故障，或者屏幕自身故障導致了開機屏幕無顯示。

考慮到計算器的屏幕之前還是有過顯示的，所以重點對計算器主板上的供電電路部分仔細測量了一遍，最終找到了屏幕的供電電壓輸入引腳之一（主板背面右上角屏幕排線接口從下往上數第二引腳），測量了一下發現此引腳在開機后沒有得到供電（正常情況下按開機鍵后此引腳應該有供電電壓，關機后才會關斷此供電電壓）

仔細排查此線路，最后發現是在主張主板正面的鍵盤區域左上角有一個過孔附近發生了潛在的斷路（估計是原先此處有銹跡，時斷時續接觸不良，無法穩定供電，所以開機后屏幕會閃一下就不顯示了；洗板后此處銹跡被清除了一些，此處導通電阻值增大，導致屏幕端獲得的實際供電電壓大幅降低，此線路接近于斷路，所以屏幕就完全不顯示了。

之前用萬用表通斷測試檔檢測此處還是導通的，但是沒有仔細查看此處導通電阻值，所以沒有發現此處線路的潛在斷點）。這樣就找到了故障的最終關鍵點，于是將其用焊錫補上，再通電開機，屏幕終于有顯示了，主板也工作正常，維修獲得了初步成功。下圖中計算器主板背面靠近邊緣的紅色圓圈所標識的A點是屏幕供電電壓輸出之一（升壓到16.5V），穿過此過孔到主板正面鍵盤區域，往上走線一段距離后從主板背面晶振（X1）下面的過孔穿回主板背面，并連接到主板背面右上角屏幕排線接口從下往上數第二引腳。

下圖中紅色圓圈標識的就是最后找到的關鍵故障點（此過孔另一端就是主板背面的A點），就是此過孔與附近的線路出現潛在故障點，導通電阻值增大接近斷路，導致屏幕端獲得的供電電壓不足，所以就無顯示了。

將最后的故障點補好后，屏幕就可以正常顯示了。至此，現已找到的主板鍵盤區域的線路斷點增加到7個，現已全部補上。如下圖所示。

至此修補了7個線路故障點，如下圖所示。

到此為止，計算器終于可以開機有顯示了。初步測試了一下，屏幕完好無缺陷，鍵盤各按鍵也均正常。如下圖所示。

維修成功后，裝好計算器外殼，安裝好電池，蓋上電池倉后蓋，用紅筆做個標記表示已修好，如下圖所示：

第五天：為了查漏補缺，再次拆機，將計算器主板鍵盤區域左下角開關鍵附近的潛在不穩定線路補焊了一下；同時用UV綠油覆蓋了補焊露出的焊點，并用365nm紫外線手電照射固定綠油涂層；另外把主板背面數據接口附近那個缺失的C43貼片電容補上了（由于不確定原電容是多少容量的，所以先試焊了個100nF，結果通過數據線無法正常聯機識別到設備；于是又換成100pF的，這樣就可以正常聯機同步數據了）。之前發現并修復的7個線路斷點，修復效果如下所示：

各斷點飛線修復的局部照片如下：第1、3、4斷點飛線修復：

第2、4斷點飛線修復：

第5、6斷點飛線修復，以及第7斷點補焊修復：

以下照片中是主板正面鍵盤區域左下角開關（ON）鍵上方線路潛在的不穩定點（紅色圓圈處），雖然測試是通的而且導通電阻也在正常范圍內，但是肉眼可見其有明顯腐蝕銹跡。

考慮到開關（ON）鍵是最常用到的按鍵，所以將線路其加焊了一下（補錫），如下圖所示。

至此，除了原先的6個線路斷點用漆包線飛線修復以及第7斷點補焊修復之外，最后一個不穩定點也補焊完成了。以下是最終維修效果照片：

然后用UV綠油給幾個補焊點絕緣一下，并用365nm紫外線手電照射固定綠油。

最后，將主板背面下側數據接口附近那個缺失的C43貼片電容補上。經測試100pF貼片電容可用（其實不補這個電容也能正常聯機同步數據，為了完美修復所以補了這個電容）。

以下是修好后的TI-89計算器與USB數據線的合照：

最后順便曬一下我的維修工作臺：

修好之后的TI-89計算器主板（尚未裝入外殼）開機測試照片：

最后補充測試一下TI-89計算器主板供電部分各點電壓并記錄下來，以供大家參考。

TI-89圖形計算器主板背面供電部分各點測量電壓示意圖如下所示（使用優利德UT61E數字萬用表自動直流電壓檔測量，僅供參考）：

超頻過程

關于 TI-89 圖形計算器的 CPU 超頻（注意：以下超頻方法僅適用于 TI-89 圖形計算器；請勿嘗試用于 TI-89 Titanium 圖形計算器）。

之前曾在本壇子里先后發過關于 TI-92 Plus 和 Voyage 200 這兩款圖形計算器的CPU超頻帖子。TI-89 與 TI-92 Plus、Voyage 200 屬于同一個系列，都是采用摩托羅拉 68K 的 CPU，主板電路硬件原理也基本相似，所以超頻原理也是一樣的。

對于 TI-89，其主板硬件分為兩個版本（主板 PCB 走線布局和所用芯片有所不同），在計算器系統的關于（About）界面（按計算器上的 F1 鍵后再按數字 3 鍵）中可以查看硬件版本。

我的這臺顯示是：Hardware Version 2.00，所以是第二版。根據國外網友的實踐資料，對于 TI-89 第一版，超頻需要改動的是主板背面的C10貼片電容；對于TI-89 第二版，超頻需要改動的是主板背面的C4貼片電容。所以，我這臺 TI-89 需要改動的就是 C4 電容。參考我以前給 TI-92 Plus 和 Voyage 200 超頻的經驗，只需把這個電容（51pF）焊下來，替換為15pF電容即可。下面開始超頻過程。拆機過程可以參考樓上帖子的內容，這里不再詳述。下面照片中顯示的是超頻需要改動的 C4 電容在 TI-89 計算器主板上的位置。

使用防靜電電烙鐵將這個C4電容（51pF）焊下來，如下圖所示。

清理一下焊盤后，將待替換的 15pF 貼片電容焊上去即可，如下圖所示。

然后用洗板水清洗所焊接區域，并用熱風槍（溫度設定為100攝氏度）稍微吹一下所清洗區域以加速晾干，如下圖所示。

完成之后裝上外殼，安裝好電池開機測試。按照慣例在計算器上運行一個測試 CPU 實際工作頻率的小程序（通過電腦端用 USB 數據線傳輸到計算器中），在計算器的 HOME 界面輸入：bench()，測試 CPU 實際工作頻率，并與超頻之前所測試的結果對照，如下面兩張照片所示（第一張是超頻之前測試的結果，第二張是超頻之后測試的結果）：

超頻之前測試的結果

超頻之前測試的結果CPU工作頻率約為13MHz

超頻之后測試的結果

可見 CPU 超頻之前的工作頻率約為13MHz，CPU 超頻之后的工作頻率約為24MHz。超頻后，CPU工作頻率提升了近一倍，系統運行速度也因此明顯變快了，相應的電力消耗也加快了（不過可以使用低自放電鎳氫充電電池，電力續航不是問題）。超頻完成后，用標簽標注好超頻改動信息貼到電池倉內側作為備注，如下圖所示。

至此 TI-89 圖形計算器的 CPU 超頻就完成了。

謝謝觀看！

瀏覽更多精彩內容請登錄數碼之家網站

技術交流請聯系原作者

作者：stj2002

本文來源：數碼之家

拓展知識：