MC6809S 是由摩托罗拉(Motorola)推出的一款高性能 8 位微处理器芯片,属于 M6800 家族的一员。该芯片以其先进的架构和强大的指令集而闻名,在 1980 年代广泛应用于早期的个人计算机、嵌入式系统和工业控制设备中。MC6809S 的设计融合了当时许多创新特性,如支持硬件乘法运算、可重入代码以及增强的寻址模式,使其在当时的 8 位处理器中具有较高的性能和灵活性。
位数:8 位
主频:最大 2 MHz(标准版本)
封装形式:40 引脚 DIP
工作电压:+5V
制造工艺:NMOS
指令周期:最小 1 个时钟周期
寻址空间:64 KB
寄存器数量:双 8 位累加器(A/B),可合并为 16 位(D)
堆栈指针:16 位
索引寄存器:两个 16 位(X/Y)
中断支持:可屏蔽中断(IRQ)、非屏蔽中断(FIRQ)
硬件乘法器:支持 8x8 位乘法
MC6809S 微处理器具备多项在当时较为先进的功能,使其在 8 位处理器中脱颖而出。首先,它内置了一个硬件乘法器,可以在单个指令周期内完成 8x8 位的乘法运算,这在当时的处理器中极为罕见,大大提高了数学运算效率。
其次,MC6809S 拥有两个 8 位累加器 A 和 B,也可以合并为一个 16 位的累加器 D,使得它在处理 16 位数据时更加高效。此外,它还配备了两个 16 位索引寄存器 X 和 Y,以及一个 16 位堆栈指针 S,支持灵活的内存寻址方式,包括变址寻址、间接寻址等,这在编写复杂程序时提供了极大的便利。
该处理器支持两种中断类型:可屏蔽中断 IRQ 和快速中断 FIRQ。FIRQ 具有更高的优先级,并且在中断响应时不会自动保存所有寄存器,从而实现更快的中断处理响应。这种设计非常适合需要快速响应外部事件的应用场景。
MC6809S 的指令集设计也非常精炼,支持多种寻址模式,包括立即寻址、直接寻址、扩展寻址、索引寻址等,使得程序员可以编写出高效且紧凑的代码。此外,它的指令集中还包含了对高级语言(如 C 语言)友好的支持,增强了程序的可移植性和可维护性。
MC6809S 曾广泛应用于多个领域,特别是在嵌入式系统和工业控制方面表现突出。由于其强大的处理能力和灵活的指令集,它常被用于早期的个人计算机系统,如 TRS-80 Color Computer、Dragon 32/64 等。此外,它也广泛用于工业自动化控制、通信设备、测试仪器以及医疗设备中。
在游戏行业,MC6809S 也被用于一些街机游戏主板和家用游戏机中,如 Mattel Intellivision 游戏机就使用了其衍生版本。此外,它在机器人控制、数据采集系统、自动化生产线控制等方面也有广泛应用。
尽管如今已被更先进的处理器所取代,但由于其结构清晰、易于学习,MC6809S 仍然是许多嵌入式系统教学和复古计算机爱好者的首选处理器之一。
R65C02(WDC)、Z80(Zilog)、M6800、MC6809E