计算机是怎样跑起来的——2.3　连接电源、数据和地址总线

下面就开始布线吧。请假想自己正在制作微型计算机，并按照如下的说明用红铅笔在电路图中描画相应的电路。 首先连接电源。IC与普通的电器一样，只有接通了电源才能工作。Z80 CPU、TC5517和Z80 PIO上都分别带有Vcc引脚和GND引脚。Vcc和GND这一对儿引脚用于为IC供电。下面请先将+5V电源连接到各个IC的Vcc引脚上，然后将0V电源连接到各个IC的GND引脚上。接下来还需要将+5V和0V连接到时钟发生器上。接通电源后这些IC和时钟发生器就可以工作了。 微型计算机所使用的IC属于数字IC。在数字IC中，每个引脚上的电压要么是0V、要么是+5V，通过这两个电压与其他的IC进行电信号的收发。用于给IC供电的Vcc引脚和GND引脚上的电压是恒定不变的+5V和0V，但是其他引脚上的电压，会随着计算机的操作在+5V和0V之间不断地变化。 稍微说一点题外话，只要想成0V表示数字0、+5V表示数字1，那么数字IC就是在用二进制数的形式收发信息。也正因为如此，二进制数在计算机当中才如此重要。有关二进制的内容，本书并不会详细介绍，但是请先记住以下知识点：通常将1个二进制数（也就是数字IC上1个引脚所能表示的0或者1）所表示的信息称作“1比特”，将8个二进制数（也就是8比特）称作“1字节”。比特是信息的最小单位，字节是信息的基本单位。这里制作的微型计算机是一台8比特微型计算机，因此是以8比特为一个单位收发信息的。 下面回到正题。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。因此Z80 CPU可以指定65536个数据存取单元（内存存储单元或I/O地址），进行信息的输入输出。 一旦指定了存取数据的地址，就可以使用数据总线引脚进行数据的输入输出了。Z80 CPU的数据总线引脚共有8个，用代号D0～D7表示。其中的D表示Data（数据），后面的数字0～7与地址总线引脚代号的规则相同，也表示二进制数中各个数字的位置。Z80 CPU可以一次性地输入输出8比特的数据，这就意味着如果想要输入输出位数（比特数）大于8比特的数据，就要以8比特为单位切分这个数据。 作为内存的TC5517上也有地址总线引脚（A0～A10）和数据总线引脚（D0～D7）。这些引脚需要同Z80 CPU上带有相同代号的引脚相连。一块TC5517上可以存储2048个8比特的数据（如图2.6所示）。可是由于用于输入程序的指拨开关是以8比特为一个单位指定内存地址的，所以我们只使用TC5517上的A0～A7这8个引脚，并把剩余的A8～A10引脚连接到0V上（这些引脚上的值永远是0）。虽然总共有2048个存储单元，最终却只能使用其中的256个，稍微有些浪费。下面就请诸位用红铅笔把Z80 CPU和TC5517的D0～D7以及A0～A7引脚分别连接起来。