Question

首先让我们来收集元件。制作微型计算机所需的基础元件只有3个：CPU、内存和I/O，每种元件都是作为一块独立的IC在市场上出售的。CPU是计算机的大脑，负责解释、执行程序。内存负责存储程序和数据,I/O是Input/Output（输入/输出）的缩写，负责将计算机和外部设备（周边设备）连接在一起

这里我们使用Z80 CPU作为微型计算机的CPU，TC5517作为内存，Z80 PIO作为I/O，Z80 CPU是一款古老的CPU，在NEC的PC-8801、SHARP的MZ-80等8比特计算机广泛应用的时代，曾以爆炸般的速率普及过。TC5517是可以存储2K的8比特数据的内存，在计算机的世界里，K表示2¹⁰=1024,TC5517的容量是8比特*2*1024=16384比特，即2K字节。虽然这点容量与诸位使用的个人计算机比起来相关悬殊，但对于用于学习的微型计算机来说绰绰有余了。Z80 PIO作为I/O，经常与Z80 CPU一起使用。正如其名，PIO（Parallel I/O，并行输入/输出）可以在微型计算机和外部设备之间并行地（一排一排地）输入输出8比特的数据。在计算机爱好者们沉浸在制作微型计算机的那个年代，这些元件都是常见的IC。要事先说明，这里制作的微型计算机终归只是用于学习的模型，并没有什么实用的价值。

为了制作微型计算机，除了CPU、内存和I/O，还需要若干辅助元件。

为了驱动CPU运转，称为“时钟信号”的电信号是必不可少的。这种电信号就好像带有一个时钟，滴答滴答地每隔一定时间就变换一次电压的高低（如图2.2所示）。

图2.2 时钟信号的波形图

输出时钟信号的元件叫“时钟发生器”。时钟发生器中带有晶振，根据其自身的频率（振动的次数）产生时钟信号。时钟信号的频率可以衡量CPU的运转速度，这里使用的是2.5MHz的时钟发生器

用于输入程序的装置也是必不可少的。在这里我们通过拨动指拨开关来输入程序，指拨开关是一种由8个开关并排连在一起构成的元件（如照片2.1a所示）。输出程序执行结果的装置是8个LED（发光二极管）。到此为止，主要的元件就都备齐了

剩下的就是细碎的元件了。表2.1是所需元件的一览表。里面包含了之前介绍过的元件。请浏览一遍，所需元件表中的74367和7404也是IC，用于提高连接外部设备时的稳定性

电阻是用于阻碍电流流动、降低电压值的元件。为了省去布线的麻烦，这里也会使用将8个电阻集成到1个元件中的集成电阻（如照片2.1b所示）。电阻的单位是欧姆，电容是存储电荷的元件，衡量存储电荷能力的单位的F（法拉），要让微型计算机运转起来，5V（伏特）的直流电源是必不可少的。于是还需要使用一个叫做“开关式稳压电源”的装置，将220V的交流电变成5V的直流电

照片2.1 指拨开关和集成电阻

表2.1 本次用到的制作微型计算机的元件

(1)Z80 CPU,数量1,CPU(8比特 CPU)

(2)TC5517,数量1,内存(8比特*2K)

(3)Z80 PIO,数量1,I/O(8比特*2个并口I/O)

(4)74367,数量4,三态总线缓冲器

(5)7404,数量2,六反相器

(6)时钟发生器,数量1,2.5MHz

(7)指拨开关(DIP switch),数量3,用于切换开/关状态(8比特)

(8)按键开关(Push switch),数量2,平时处于关的状态,按下后电路接通,手指离开后由内部弹簧弹回关的状态

(9)快动开关(Snap switch),数量2,用于切换开/关状态

(10)集成电阻,数量3, 4.7KΩ*8个(1/4W)

(11)集成电阻,数量1, 330Ω*8个(1/4W)

(12)电阻,数量6, 4.7KΩ(1/4W)

(13)电阻,数量1, 330Ω(1/4W)

(14)电容,数量1, 10μF(25V)

(15)LED,数量8,颜色任意

(16)开关式稳压电源,数量1,用于将220V的交流电转换为5V的直流电

在电路图中省略了该元件

(17)用于连接各元件的导线,适量,AWG 30号线很好用

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