CPU|如何组装一台微型计算机？ CPU

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彻底掌握计算机的工作原理，最好的方法就是自己搜集零件，试着组装一台微型计算机。

微型计算机（MicroCom）是 Micro Computer 的缩写，字面含义是微小的计算机，但一般也可用于指代 IC 元件外露的、用于控制的计算机。
因为要制作一台真正的微型计算机既花时间又花金钱，所以本文就使用文字简单介绍一下计算机的制作过程吧！
计算机是由硬件和软件构成，本文主要讲解如何制作硬件系统。

计算机硬件是由各种被称作 IC 的元件组成，虽然在 IC 家族当中有功能各异的各种 IC ，但是在这里大家记住的只有三种：CPU（处理器）、内存以及 I/O 。
CPU 是计算机的大脑，在其内部可对数据执行运算并控制内存和I/O 。内存用于存储指令和数据。

I/O 负责把键盘、鼠标、显示器等周边设备和主机连接在一起，实现数据的输入与输出。
只要用电路把 CPU、内存以及 I/O上的引脚相互连接起来，为每块 IC 提供电源，再为 CPU 提供时钟信号，硬件上的计算机就组装起来了，还是非常简单的吧。
所谓时钟信号，就是由内含晶振的、被称作时钟发生器的元件发出的滴答滴答的电信号。如果是 Pentium CPU 的话，所使用的时钟信号会从几百 MHz 到 2GHz 不等。
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，曾以爆炸般的速度普及过。

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 2的10次方=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所使用的个人计算机比起来相差悬殊，但是对于用于学习的微型计算机来说是绰绰有余了。

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 。这里要先跟大家说明，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”的电信号必不可少。
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。输出时钟信号的元件叫作“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（兆赫兹）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。
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。
接下来就是开始布线（此部分只是简单介绍）：
一、连接数据和地址总线
计算机以CPU为中心运转。 CPU 可以与内存或 I/O 进行数据的输入输出。为了指定输入输出数据时的源头或目的地， CPU 上备有“地址总线引脚” 。 Z80 CPU 的地址总线引脚共有 16 个，用代号 A0～A15 表示，其中的 A 表示 Address（地址）。
后面的数字 0～15 表示一个 16位的二进制数中各个数字的位置， 0 对应最后一位、15 对应第一位。 16 个地址总线引脚所能指定的地址共有 65536 个，用二进制数表示的话就是 0000000000000000～1111111111111111 。