德州仪器 TI Voyage 200 图形计算器拆机和超频
时间:2017-07-22 21:19 来源:数码之家 作者:stj2002 点击:次
| 继上次（2016年初）入手一台 德州仪器 TI-92 Plus 图形计算器拆机和超频 之后，最近又花200入手了一台二手的德州仪器 Voyage 200 图形计算器（之前本来就打算收 Voyage 200，只是当时没找到价格合适的，所以就入手 TI-92 Plus 作为替代品了；上个月闲鱼上出现了一批据称是北京某高中淘汰下来的教学用的 Voyage 200，成色不错且价格也比较便宜，机会难得所以赶紧入手了一台，现在已经卖完了）。Voyage 200 这款图形计算器是 TI-92 Plus 图形计算器的后续升级版本，上市于2002年，现在也算是古董级的产品了，曾经与 TI-89 钛和 HP50g 一起被称作是这个星球上最强大的图形计算器之一。Voyage 200 的 Flash ROM 是 TI-92 Plus 的三倍，因此可以安装更多实用的应用程序，系统版本也比 TI-92 Plus 高一点，除此之外其它软硬件参数方面与 TI-92 Plus 基本一致。这款图形计算器由于年代也算比较久远，而且全新带包装的价格昂贵（曾经被炒到2000元以上），官方至今虽然仍没有宣布停产但是似乎实际出货量很少，所以用户拥有量与其它热门机型（例如：TI-84 系列）相比就显得非常小众，所以网络上也很少见有相关的技术文章，我这个帖子主要是分享一下 Voyage 200 这款图形计算器的 CPU 超频的经验，顺带分享一些拆机图片。 下面先上一些这款图形计算器的外观整体和局部照片（点击以下任何一张图片均可以查看更高分辨率的大图）： 
下面讲一下为何要超频以及实现的方法。根据相关资料（德州仪器官方以及相关技术论坛技术资料），Voyage 200 这款图形计算器与 TI-92 Plus 一样，所采用的 CPU 是摩托罗拉（Motorola）的 68K系列 MC68SEC000，主频是12MHz（实际测试是13MHz）。既然上次已经给 TI-92 Plus 成功超频了，所以这台 Voyage 200 也是可以超频的，方法和原理与 TI-92 Plus 超频几乎是一样的（TI-92 Plus 的超频方法和原理详见我之前的那个 TI-92 拆机和超频帖），在网上 Google 搜索了下，发现国外已有技术达人于2007年（Voyage 200 上市五年后）研究成功给 Voyage 200 这款图形计算器的CPU超频的方法。Voyage 200 与 TI-92 Plus 的主板硬件布局和原理非常接近，超频的原理也是一样的，决定 CPU 工作频率的关键元件是 R1 （标称值1.43千欧）和 C9（标称值51pF）。有一个网站的技术资料详述了适用于 Voyage 200 的正确超频方法：https://hackaday.io/project/4031-voyage-200-upgrades/log/13938-success 以及 https://hackaday.io/project/4031-voyage-200-upgrades。此文中的作者尝试将位于 Voyage 200 主板上的 ASIC 芯片（位于主板右下角，标记有“TI REF 200C040F001”字样）附近的 R1 电阻（标称值1.43千欧）和 C9 电容（标称值51pF）的参数分别替换为更低的阻容值，多次试验用示波器测量CPU频率的变化，可以得出CPU频率随着R1和C9参数值的降低而升高，直到 R1 降为1.21千欧、C9 降为18pF，得到CPU的最高频率（约27MHz），这个就是超频的极限值了（达到原始频率13MHz 的两倍以上），如果再高就无法稳定开机工作了。根据此文的原理，我尝试采用了一种简化的做法，就是不更改 R1 值，只降低 C9 值，这样也可以实现超频。我的做法是把 C9 替换为15pF，这样可以使 CPU 稳定工作在 26MHz（是原始频率 13MHz 的两倍）。 在 Voyage 200 图形计算器上实现 CPU 超频具体方法如下。 首先是打开 Voyage 200 计算器的背部电池仓，去除全部电池。Voyage 200 采用的是四节7号电池（干电池或充电电池均可）作为主供电，以及一节 CR1616 或 CR1620 一次性锂电池作为内存数据备份电池。 
然后用合适的螺丝刀卸下背面外壳的所有螺丝，取下计算器的后壳，这样就可以看到里面的 PCB 主电路板了。 
下图就是 Voyage 200 图形计算器的主板，可以看出这款计算器的主板与它的上一代产品 TI-92 Plus 具有非常相似的设计风格和硬件布局。 
上图中 PCB 右下角区域用红色圆圈标记圈起来的那个元件就是这次改造超频将要替换的贴片电容 C9。可见与它配对的贴片电阻 R1 也在附近（下面的局部图中位于 C9 上方与 C9 平行对齐的那个黑色贴片就是 R1）。下面来一张局部图。 
用防静电电烙铁将这个电容 C9 拆焊下来，如下图所示。 
换一个 15pF 的贴片电容焊上去（由于手上没有0603尺寸的，就换个0805尺寸的，尺寸稍微大了一点不过也可以焊上）。如下图是 C9 位置已经换上 15pF 贴片电容后效果。 
换好 C9 之后，照原样把计算器外壳装好，装上电池测试，可以正常开机使用，操作反应速度也比之前快了，超频到此成功。 下面是超频用来替换C9的贴片电容。 
二楼待续。 接上面一楼，超频成功后，继续发一些拆机细节照片如下。           下面是 Voyage 200 图形计算器的主板 PCB 背面的局部细节照片，各部分 IC 芯片的作用以及 Voyage 200 图形计算器的基本性能参数资料可以参考这个网站的资料：http://www.datamath.org/Graphing/JPEG_Voyage200.htm#PCB 以及 http://www.datamath.org 。    这次超频所用到的工具与上次给 TI-92 Plus 超频是一样的，主要就是螺丝刀、电烙铁、万用表、焊锡丝、镊子等。 超频完成后，装上电池，测试一下 Voyage 200 计算器的性能是否有提升，如下图：  从 PC 端使用 TI-GRAPH LINK 数据线向 Voyage 200 图形计算器安装一个 TI-Benchmark 小程序测一下 CPU 实际工作频率，如下图所示（可见 CPU 实际工作频率已经超频到 26MHz）：  以下是 Voyage 200 图形计算器超频之前的 CPU 频率测试图作为对照（CPU 频率实测原始值为13MHz；官方网站提供的资料说 CPU 频率是12MHz）：  以下是之前给 TI-92 Plus 图形计算器超频后的 CPU 实际频率测试图（可见 CPU 频率也超频到了 26MHz；之前发帖时没有提供此测试图，现在补上）：  在超频后的 Voyage 200 图形计算器上尝试计算一个“250！”（即250的阶乘），没超频之前需要7秒完成显示结果，超频之后现在只需要4秒就可以完成计算显示结果了，证明超频已经成功，运算速度变快了。  在计算器的背面电池仓盖的内面贴上标签，注明超频改造的关键改动，作为备忘。  再上一张盖上前面的半透明的计算器保护盖后的效果图。 (责任编辑：admin) |