等了好久,从网上买的材料终于到货了,那么从今天开始就要正式开始进行CPU的制作了。在这一章,我们暂时不慌动手操作,先了解一下后面需要用到的知识。

在这一章,我会介绍到整个系列可能会用到的材料(也可能后期还会增加一些材料,到时候再补充介绍),以及其用法。

顺便说一句,这个系列和我之前在Tuling complete游戏中实现的架构有所不同,因为我之前在游戏中实现的那个架构太过复杂,用到了一亿多逻辑门......按照目前网上能买的的逻辑门芯片,最便宜的都是一块多一片,所以......这个系列的架构会简单一些,同时这个架构参考了YouTube上的一个叫Ben Eater(超链接需要科学上网)的youtuber,所以以后有那些地方不清楚的可以去看看他的视频。再顺便说一句,Ben Eater的那个架构是他和他五年级的儿子一起搞出来的,实在是太厉害了......我五年级的时候还在为了默写背各种唐诗宋词而苦恼:(

所需材料清单

由于我也不知道最终到完成具体需要通道哪些东西,也不太清楚具体要用到多少,所以就只介绍一下我自己想到的一些可能会用到的东西的清单:

  • 面包板20多块
  • 不同颜色的导线(方便区分不同功能)好几十米
  • 开关(包括二选一开关2个、触点开关18个、拔叉开关6个)
  • Arduino Nano V3.0一个(烧写程序会用到)
  • 不同颜色的杜邦线好几十根
  • 555芯片4片
  • 晶体管11个
  • 共阴极数码管4个、共阳极数码管1个
  • 不同颜色发光二极管(也就是俗称的LED小灯泡)一百多颗
  • 各阻值的电阻若干
  • 各容量的电容若干
  • 74LS**系列逻辑门芯片70多片
  • 其他工具(剪线钳、万用表、电源适配器等工具)

材料介绍

由于我本身是学计算机相关的,对自动化、嵌入式开发和数字电路、数字信号等概念只经过一点点自学,没有系统性地学习,所以我就只简单介绍一下用法,详细的芯片、组件信息可以自行上网查询。

面包板

面包板是用来接各电气元件的,没有太多好介绍的,它长这样:

图片来源于百度搜图

相比较于洞洞电路板和印刷电路板(不知道这两样的可以去搜一搜),面包板的优点是可以任意插拔、修改电路。缺点是有些时候可能接触不良,并且不适合需要高度依赖信号保真的电路,也不适合高压电路。不过我们制作CPU涉及到的都是数字电路,其保真度相较于模电没那么高,并且需要不断调试,所以使用面包板更合适。

导线、杜邦线

就是用来导电的、其中杜邦线带有插头,可以很方便地接入面包板。导线是一整捆,可以按照需求裁剪成需要的长度。

杜邦线插头