计算机是怎么跑起来的？从零开始手动组装微型计算机

主要IC元件

• Z80 CPU，8位，8个数据总线引脚(因此最多一次输出8位，代号D0~7)，16个地址总线引脚（代号A0~15，可标识2的16次方个地址即2K）
• Z80 PIO，负责cpu与io设备的之间的并行io（一排一排的输出8bit），8个数据总线引脚，两个输入输出端口（每个有8个引脚，分别可以连接一个8bit的io设备）
• TC5517 内存，2k，以8bit为单位，8个数据总线引脚、8个地址总线引脚
• 时钟，2,5MHz
• io设备，指拨开关（3个）、LED灯（8个）
• 其他辅助设备，三态总线缓冲器（4个）、六反相器（2个）、电容、电阻、电源、导线、按键开关（2个）、快动开关（2个）

开始组装

1.CPU、内存连接电源、数据和地址总线

（1）电源的连接

每个引脚上的电压要么是5V，要么是0V,分别代表数字1和0，通过电压的变化进行消息的收发

Vcc引脚和GND引脚，分别连接5V和0V电源上

（2）数据总线和地址总线

z80和5517上的A0-7和D0-7引脚连起来，5517上有2048个存储单元（每个单元8bit），但是由于只有8个地址引脚和cpu相连，能标识的地址单元也就是2的8次方，256个

2. 连接io

将pio的D0-D7的与cpu的数据引脚连起来，用于和cpu输入输出数据

将B/A和C/D引脚和cpu的A0-1连起来，AB选择端口，CD控制和数据（这里cpu的A0~1引脚既连接了内存也连接了io，如何区分呢，看第四部分）

3. 连接时钟

cpu和io的clk引脚连接

4. 连接控制区分是读写内存还是io的控制引脚

（1）区分内存和io

MREO和IORQ 引脚

MREO连内存的ce引脚；IORQ连io的IORQ和ce引脚

（2）区分读写

RD和WR引脚

cpu和内存的RD和WR相连，io一个RD引脚区分读写

5. 连接其他的控制引脚

• INT引脚，控制中断，cpu和io的INT引脚相连
• REST引脚，cpu从新从内存0号地址顺序执行指令，总线是连接在cpu数据、地址、控制引脚上的电路的总称；

6. 连接外部设备，从而可以通过DMA直接读写数据到内存

cpu上的BUSRQ和BUSAK引脚

BUSRQ 接收DMA请求，连接到快动开关，按下后将CPU从电路中隔离，这种状态下就可以不通过CPU直接向内存中读写数据了（这种行为就成为DMA）

BUSAK 响应DMA请求，隔离后需要BUSAK设成0，才能进入DMA，这个引脚连接在三态总线缓冲器上，通过这个ic连接io设备

7. 连接io外部设备

（1）输入内存程序和设定内存地址

4个三态总线缓冲器分别连接两个指拨开关和一个按键开关，缓冲器的另一端，其中一个指拨开关连接到数据总线（第一个开关），一个连接到地址总线（第二个开关），按键开关连接到cpu的WR引脚

（2）输入数据和输出结果

分别将一个指拨开关（第三个开关）和LED连到PIO 的AB端口的引脚上

最终连接图如下：

输入测试

（1）启动程序：输入测试程序，通过拨动输入设备指拨开关，控制LED亮灭

先按下cpu上的DMA按键（BUSRQ引脚连着的快动开关），然后一行一行的分别用第一二个指拨开关（分别连着地址总线和数据总线）输入数据，没输入一行，按一下按键开关，程序写入内存的指定位置，全部写完后，按下reset引脚的开关，cpu开始准备从内存的第0个位置执行指令，程序开始跑起来了，

（2）输入数据，获得输出

通过第三个开关，输入数据，这时查看LED灯的亮灭情况