目錄

i

前　言

本書是根據勞動部勞動力發展署技能檢定中心公佈之「電腦硬體裝修乙級技術士技

能檢定術科測驗試題」編撰而成，檢定內容分成兩大部份，為「第一站個人電腦介面卡

製作與介面控制」與「第二站個人電腦故障檢修及區域網路規劃與架設」，以淺顯易懂

的圖解方式解題，讀者一定能「按圖施工，保證成功」。

從指導學生參加 103學年度工科技藝競賽「電腦修護」職種的「教、學」交互激

盪下，榮獲最高榮譽第一名金牌獎，且在術科兩站皆獲得全功能的最佳成績，特別是在

第二站個人電腦 USB介面卡製作及控制，唯一使用 C#.NET作為開發工具，而非 VB6

語言。基於這樣的榮耀與「教、學」歷程，決定出書與大家分享其中的技巧與心得。

全國工科技藝競賽中的「電腦修護」職種為「電腦硬體裝修乙級」技術士檢定之

加深加廣版本，作為該職種的先行者，於 100年工科賽開始嘗試使用 USB介面，經過

兩年工科賽的淬鍊後，終於在 102年 7月 15日公告「電腦硬體裝修乙級」術科的新試

題。現在已經全採用 USB介面，取代以前的並列埠介面。

本書以開放原始碼 (Open Source)的精神為出發點，不管是檢定場地或考生家裡的

電腦軟體環境建置皆為合法使用或試用，不需任何費用，完全沒有盜版軟體的疑慮。尤

其 LibUsbDotNet USB Library 是為 .NET所發展的開放原始碼，對於有興趣想進一步深

入研究的師生提供完整的資源與說明。

感謝僑泰高中資訊科提供相關圖文資料，並且安裝 LibUsbDotNet與 Visual Basic

.NET 2010 Express於考場檢定用電腦，讓應檢人能以 VB.NET開發工具通過檢定，取

得證照。最後感謝碁峰資訊的支援與鼓勵，此書才能順利出版。本書內容雖經多次校

對，但不免有所疏漏，如有疑問歡迎來信，我們也致上最誠摯的感謝。

劉政鑫

王嘉鴻

ii

本書依據試題站別，第一站為第一、二章，第二站為第三、四章。

第一、二章具以下特色：

壹、 針對與試題相關的硬體及軟體簡易介紹，讓讀者了解基本概念。

貳、 特別介紹 LibUsbDotNet，LibUsbDotNet為本書推薦的 USB函式庫，可

用於 .NET平台，免費且開放原始碼。

參、 將演算法介紹獨立成章，使讀者能輕易了解程式的數學技巧。

肆、 以 VB2010為解題主軸，並分多節解說，提供更簡易、主流的方法，改變

以往考生解題方式。最後保留 VB6解題過程，提供第二種解題方式，讀

者也能選擇適合自己的解題軟體。

伍、 將程式碼分段解說，方便讀者學習、偵錯。本書程式碼力求易懂，盡量避

免簡寫，以詳細、正確為原則。

第三、四章具以下特色：

壹、 針對與試題相關的硬體及軟體簡易介紹，讓讀者了解基本概念。

貳、 將完整試題分多節解說，讓讀者能有效地學習。

參、 本書避免因解題速度簡化操作過程，而使用錯誤的方式應付試題，提供正

確的觀念。

光碟內容：

壹、 試題檢定相關簡章及檔案

貳、 第一站與第二站教學投影片

參、 第一站配合本書教學之程式碼

肆、 第一站完整程式原始碼及執行檔

伍、 Visual Basic 2010 Express 環境建置操作說明

陸、 VirtualBox 環境建置操作說明

本書特色

目錄

iii

網站資源：

為了提供讀者更多元的學習環境，也能配合老師們上課教學，特別製作網頁教材。

本網站資源會不定時更新教材內容，讀者也能從我們的網頁取得書本中勘誤、推薦

資源等訊息。

透過書本、光碟及網頁等平台學習，相信讀者能在準備檢定的過程中事半功倍，祝

檢定順利！

網址：http://www.chiahung.wang/books

電子郵件：administrator@chiahung.wang

注意事項：

本書光碟係提供個人學習及教育單位教學使用，版權屬於本書作者所有，未經授權

請勿複製或重製本光碟做為非法及其他用途。

本網站資源內容未經授權請勿任意散布、複製，引用時必須註明出處來源。

iv

1第一站相關知識

1-1 檢定試題 .................................................................................1-2

1-2 評審表 ..................................................................................1-15

1-3 硬體介紹 ...............................................................................1-16

1-3-1　ATmega8介紹 ............................................................... 1-16

1-3-2　74LS244介紹 ................................................................ 1-17

1-3-3　74LS273介紹 ................................................................ 1-18

1-3-4　USB介紹 ....................................................................... 1-19

1-4 軟體介紹 ...............................................................................1-20

1-4-1　Visual Studio 介紹 .......................................................... 1-20

1-4-2　LibUsbDotNet介紹 ........................................................ 1-25

1-4-3　演算法介紹 .................................................................... 1-32

2第一站實作過程

2-1 介面卡製作 .............................................................................2-2

2-1-1　試前檢查 .......................................................................... 2-2

2-1-2　元件配置及焊接 ............................................................... 2-4

2-2 程式碼撰寫 .............................................................................2-9

2-2-1　Visual Studio 實作 ............................................................ 2-9

2-2-2　表單及各物件設定 .......................................................... 2-11

2-2-3　綠燈資料計算 ................................................................. 2-18

2-2-4　電腦端程式說明 ............................................................. 2-22

2-2-5　介面卡端程式說明 .......................................................... 2-26

2-2-6　完整程式說明 ................................................................. 2-29

目錄

目錄

v

2-2-7　VB6程式說明 ................................................................ 2-33

2-3 功能測試 ...............................................................................2-40

2-4 常見狀況 ...............................................................................2-44

3第二站相關知識

3-1 檢定試題 .................................................................................3-2

3-2 評審表 ....................................................................................3-9

3-3 現場內容表 ...........................................................................3-10

4第二站實作過程

4-1 個人電腦拆裝 ..........................................................................4-2

4-2 個人電腦故障檢測 .................................................................4-10

4-3 網路線製作 ........................................................................... 4-11

4-4 開機隨身碟製作.....................................................................4-13

4-5 網路作業系統 ........................................................................4-19

4-5-1　安裝與前置作業 ............................................................. 4-20

4-5-2　使用者及群組設定 .......................................................... 4-27

4-5-3　資料夾及權限設定 .......................................................... 4-31

4-5-4　網路服務前置作業 .......................................................... 4-38

4-5-5　WWW及 FTP服務設定 .................................................. 4-42

4-5-6　DNS服務設定 ................................................................ 4-51

4-5-7　DHCP服務設定 ............................................................. 4-54

4-6 視窗作業系統安裝 .................................................................4-58

4-7 功能檢查 ...............................................................................4-66

4-7-1　檢查操作說明 ................................................................. 4-66

4-7-2　檢查步驟 ........................................................................ 4-88

CHAPTER

1

第一站相關知識

1-16

第一站相關知識1 實作過程2 相關知識3 實作過程4

1-3 硬體介紹

1-3-1　ATmega8介紹

ATmega8是由 Atmel公司推出的

單晶片，共有 28根接腳，為 AVR架

構。AVR架構屬於哈佛結構，其採用

了精簡指令集，運算速度更加快速。

ATmega8分成三組 8位元暫存器 (DDR、PORT與 PIN)，其中 DDR暫存器用來控

制 PB、PC、PD方向 (輸出或輸入 )。

第 14至 19腳位以及第 9與 10腳位為 PB0至 PB7。

第 23至 28腳位以及第 1腳位為 PC0至 PC6。

第 2至 6腳位以及第 11至 13腳位為 PD0至 PD7。

第 7腳位為 VCC電源，第 8與 22腳位為 GND接地，ATmega8的工作電壓範圍

在 4.75至 5.25伏特間。

第 20腳位為 AVCC電源，AVCC是在 ADC控制時才需用到，不過未使用 ADC控

制時，也需將此腳連接至 VCC電源。

第 9與 10腳位為 PB6及 PB7，當需用到外部振盪器時，可將 PB6的 XTAL1及

PB7的 XTAL2功能開啟，連接外部振盪器，不過這時的 PB6及 PB7不再當一般輸入

與輸出接腳使用。在本試題中，此兩腳位需連接石英振盪器。

圖 1-14　ATmega8腳位圖

1-3 硬體介紹

1-17

第 4腳位為 PD2，當需用到外部中斷時，可將 PD2的 INT0功能開啟，提供外部

中斷功能，不過這時的 PD2只能做為輸入控制。在本試題中，為了使 ATmega8與電腦

溝通，ATmega8中藉由 PD2的外部中斷功能以及第 6腳位的 PD4模擬 USB通訊，此

兩腳位需連接 USB資料線。

第 12至 19腳位為 PD6、PD7、PB0至 PB5，在本試題中這 8根接腳為輸出模

式，組成資料線控制綠色及紅色 LED。

第 27腳位為 PC4，連接至 74LS273的 CLK腳位，用作 74LS273時脈觸發，故

必須設定為輸出模式。

第 28腳位為 PC5，連接至 74LS244的致能腳位，控制 74LS244三態緩衝閘輸出

與否，故必須將此腳位設定為輸出模式。詳細架構與功能可參閱 ATmega8資料手冊，

網址：http://www.atmel.com/devices/ATMEGA8.aspx

1-3-2　74LS244介紹

74LS244外觀上共有 20根接腳，內部包括 2組三態緩衝閘，每組包含 4個三態緩

衝閘，其腳位圖與內部構造下所示。

圖 1-15　74LS244內部構造與腳位圖

74LS244三態緩衝閘輸出分別由 1G (PIN 1), 2G (PIN19)所控制，當 1G =0, 2G

=0時，輸出 (Y)等於輸入 (A)訊號，若 1G =1, 2G =1時，輸出 (Y)則呈現高阻抗狀

態，此時輸出相當於開路，故 LED會全部熄滅。其真值表如表 1所示，詳細電氣規

格請參閱 74LS244 資料手冊，網址：http://www.fairchildsemi.com/datasheets/DM/

DM74ALS244A.pdf。

1-18

第一站相關知識1 實作過程2 相關知識3 實作過程4

表 1：74LS244三態緩衝閘的真值表

輸入 輸出

1G , 2G A Y

0 0 0

0 1 1

1 X(Don't Care) Z高阻抗

1-3-3　74LS273介紹

74LS273外觀上共有 20根接腳 (如圖 1-17所示 )，內部包含 8個 D型正反器 (如

圖 1-18所示 )，其中第 11腳位為時脈 (Clock)輸入，屬正緣觸發型態，而 D表示資料

輸入，Q表示資料輸出，當 CLK輸入一正緣時脈訊號時，輸入端 D的訊號才會傳送

至輸出端 Q，若無時脈訊號觸發，則 Q輸出端保持原來狀態。此外，第 1腳位為清除

(Clear)功能，當CLR =0時，所有輸出端 Q被清除為”0”。其真值表如表 2所示，詳細

電氣規格請參閱 74LS273資料手冊，網址：http://www.fairchildsemi.com/datasheets/

DM/DM74ALS273.pdf。

圖 1-16　74LS273內部構造與腳位圖

1-3 硬體介紹

1-19

表 2：74LS273D型正反器的真值表

輸入 輸出

CLR CLK D Q

0 X(Don't Care) X(Don't Care) 0

1 ↑ (正緣 ) 0 0

1 ↑ (正緣 ) 1 1

1-3-4　USB介紹

USB的工作電壓範圍在 4.75至 5.25伏特之間，使用串列方式傳輸。

圖 1-19 為介面卡上的 USB Type B 腳座，一共有四根接腳，其腳位名稱如下：

• 第 1腳為電源線 VBUS

• 第 2腳為資料線 D-

• 第 3腳為資料線 D+

• 第 4腳為電源線 GND

圖 1-20是 USB Type B腳座焊接在介面卡的腳

位順序，考生必須熟記以免接錯線。

圖 1-17

圖 1-18

CHAPTER

2

第一站實作過程

2-2

相關知識1 第一站實作過程2 相關知識3 實作過程4

2-1 介面卡製作

2-1-1　試前檢查

在檢定考試前，考場會讓考生檢查各項材料是否有遺漏或是故障情形。以下將解說

零件常見的故障情形及量測方法。

首先確認材料包中的零件是否齊全。

• IC 一 共 有 3 個， 分 別 為 74LS244、74LS273、ATmega8-16PU 或

ATmega8A-PU。

• LED一共有 16個，包含 8個紅色 LED及 8個綠色 LED。

• 電阻一共有 19個，其中 16個為 220Ω的 LED限流電阻，以及 2個 68Ω

與 1個 1.5kΩUSB傳輸電路的電阻。

• 稽納二極體一共有 2個。

• 電容器一共有 4個，其中 2個為 20pF的 NPO電容器，1個 4.7µF/50V的

電解質電容器，以及 1個 0.1µF的陶瓷電容器。

• 1個 12MHz石英晶體。

• 1個 Type B插座 USB連接頭。

• 1片萬用電路板。

• 4支塑膠銅柱，並且注意是否缺少螺帽。

• 最後還有單心線與焊錫。

如果清點時發現材料有缺少，立即舉手反應。

≫ ATmega8、74LS244及 74LS273

考場在考試前會提供介面卡成品及測試程式。將這 3個 IC放在介面卡成品的 IC腳

座上，連接電腦並執行測試程式，查看試題要求的功能是否正確呈現。注意 74LS244

與 74LS273的接腳數量是相同的，左側綠色 LED是由 74LS244控制，而右側紅色

LED是由 74LS273控制。

2-1 介面卡製作

2-3

若測試程式的 LED皆為中空，代表未連線，可檢查 ATmega8是否正確放入 IC腳

座，並且 ATmega8的開口方向必須與 IC腳座一致。如果測試程式的 LED依然為白

色，可進入「裝置管理員」檢查是否包含介面卡的 HID裝置，並且 vid為 1234、pid為

6789。

檢查 vid及 pid的方法如圖 2-1所示，進入「裝置管理員」，展開「人性化介面裝

置」，按 2下「HID-compliant device」，將頁籤切至【詳細資料】，將「屬性」切至【硬

體識別碼】，下方的「值」將會顯示 vid及 pid。

圖 2-1　介面卡裝置屬性

≫ LED

將三用電表切至「R×1」或「R×10」歐姆檔位，再將三用電表黑棒 (連接電池正

極 )接觸 LED的長腳，三用電表黑棒接觸 LED的短腳，此時 LED亮起代表元件正常。

2-4

相關知識1 第一站實作過程2 相關知識3 實作過程4

2-1-2　元件配置及焊接

圖 2-2　零件面

≫ LED

如圖 2-2所示，最上方標示的「D1」至「D16」為 LED。「D1」至「D8」為紅色

LED，「D9」至「D16」為綠色 LED。

≫ 電阻

在 LED的下方，標示的「R1」至「R16」為 220Ω的電阻，電阻的顏色為「紅紅

棕」。在電路板的最下方，標示的「R17」與「R18」為 68Ω的電阻，電阻的顏色為

「藍灰黑」。標示的「R19」為 1.5kΩ的電阻，電阻的顏色為「棕綠紅」。

≫ USB連接頭

如圖 2-2所示，最左邊標示的「USB-B」為 USB Type B插座。

≫ 石英晶體

在 ATmega8的下方，標示的「Q1」即為石英晶體。

2-1 介面卡製作

2-5

≫ IC

在電路板的中間，標示的「U1」為 TTL 74LS273D 型正反器，「U2」為 TTL

74LS244三態緩衝閘，「U3」為 ATmega8單晶片。所有的 IC必須放置在 IC腳座上。

≫ 電容器

在 ATmega8 的下方，標示的「C1」與「C2」為 20pF NPO 電容器，「C3」為

0.1µF陶瓷電容器，「C4」為 4.7µF/50V電解質電容器。

≫ 稽納二極體

如圖 2-2所示，標示的「D17」與「D18」為 3.6V的稽納二極體。

≫ 焊接過程

為了減少錯誤發生以及偵錯方便，建議將焊接過程分成三個部份。第一部份先焊接

ATmega8及 USB電路，電路圖如圖 2-3所示。

圖 2-3　ATmega8及 USB電路圖

2-6

相關知識1 第一站實作過程2 相關知識3 實作過程4

≫ 建議焊接順序

1 USB 連接頭的 VCCC4 電容器的正極 R19 電阻 ATmega8 腳座第 7 腳

ATmega8腳座第 20腳C3電容其中一腳，再將另一腳接地

2 USB連接頭的 GND萬用電路板最外圈

3 ATmega8腳座第 9腳與第 10腳分別連接石英晶體的兩腳，再將石英晶體的兩腳分

別連接 C1與 C2電容器的任一腳，而另一腳接地

4 USB連接頭的 D-R19電阻另一腳R17電阻其中一腳，另一腳連接 ATmega8

腳座第 6腳D18稽納二極體負極，再將正極接地

5 USB連接頭的 D+R18電阻其中一腳，另一腳連接 ATmega8腳座第 4腳D17

稽納二極體負極，再將正極接地

焊接完第一部份，建議先將 ATmega8單晶片裝於腳座，再用 USB傳輸線將介面

卡連接電腦，藉由測試程式確認 ATmega8是否正常工作，並且 USB連線正常。

如果接上電腦時，測試程式的 LED能正常顯示綠色及紅色，代表第一部份焊接確

實。若 LED為中空，代表焊接過程出錯。

第二部份焊接 74LS244與綠色 LED以及 74LS273與紅色 LED電路，電路圖如圖

2-4所示。

2-1 介面卡製作

2-7

圖 2-4　74LS244、74LS273及 LED電路圖

≫ 建議焊接順序

1 USB 連接頭的 VCC74LS244 腳座的第 20 腳 74LS273 腳座的第 1 腳與第

20腳

2 74LS244腳座的第 10腳接地，74LS273腳座的第 10腳接地

3 依照電路圖將 74LS244腳座的 Y1至 Y8腳分別連接 220Ω電阻其中一腳，再將另

一腳連接綠色 LED的正極，最後將 LED的負極接地

2-8

相關知識1 第一站實作過程2 相關知識3 實作過程4

4 依照電路圖將 74LS273腳座的 Q0至 Q1腳分別連接 220Ω電阻其中一腳，再將另

一腳連接紅色 LED的正極，最後將 LED的負極接地

5 將 74LS244與 74LS273腳座的 AD0至 AD7腳位連接

焊接完第二部份，將介面卡翻至元件面測試焊接過程是否確實。先將三用電表切至

「R×1」或「R×10」歐姆檔位，再量測綠色及紅色 LED是否能正確亮起。

範例以量測 D1紅色 LED說明：

面向元件面，量測 D1紅色 LED時，如圖 2-5所示，先將三用電表黑棒 (連接電池

正極 )碰觸 74LS273腳座第 2腳 Q0，再將三用電表紅棒碰觸接地點。若 LED亮起且

位置正確，代表焊接正確，依此方法量測其他 15個 LED。

圖 2-5　檢測 LED電路

第三部份將 74LS244與 74LS273腳座的 AD0至 AD7腳位連接 ATmega8單晶片。

將 AD0至 AD5分別連接 ATmega8的第 14至第 19腳位，再將 AD6與 AD7分別

連接 ATmega8的第 12與第 13腳位。

全部焊接完成後，將 IC放入腳座中，並鎖上塑膠銅柱。連接電腦並執行測試程

式，確認焊接是否確實。