移位寄存器的特点，移位寄存器工作原理

很多朋友对移位寄存器的特点，移位寄存器工作原理不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

移位寄存器概述在数字电路中，移位寄存器(英文：shiftregister)是一种基于触发的器件，工作在几个相同的时间脉冲下。数据以并行或串行方式输入器件，然后每个时间脉冲依次左移或右移一位，然后在输出端输出。这个移位寄存器是一维的，其实还有多维的移位寄存器，就是输入输出数据本身就是一些列。

实现这种多维移位寄存器的方式可以是并联几个位数相同的移位寄存器。

根据移位方向，移位寄存器通常分为三种类型：左移位寄存器、右移位寄存器和双向移位寄存器。根据移位数据的输入输出方式，可分为串行输入-串行输出、串行输入-并行输出、并行输入-串行输出、并行输入-并行输出四种电路结构。此外，有些移位寄存器还具有预置数功能，可以将数据并行放入寄存器。

移位寄存器可用于数据运算和数据处理，实现数据的串并行转换，也可连接成各种移位寄存器计数器，如环形计数器、扭环形计数器等。(1)右移位寄存器下图是4位右移位寄存器的原理图。串行数据从D端输入，在时钟脉冲中二次CP的作用下逐步右移，经过四个CP周期后从Q4端串行输出。Q1 ~ Q4为并行数据输出端子，P1 ~ P4为并行数据输入端子。

(2)左移寄存器下图是4位左移寄存器的原理图。串行数据从D端输入，在时钟脉冲CP的作用下逐渐左移，经过四个CP周期后从Ql端串行输出。Q1-Q4是并行数据输出，P1-P4是并行数据输入。移位寄存器的特点移位寄存器可以用来寄存代码，也可以用来实现数据的串并转换、数值运算和数据处理。

移位寄存器的工作原理一个移位寄存器可以由几个触发器串联而成。由4个边沿D触发器组成的4位移位寄存器的逻辑电路如图8.8.1所示。数据从串行输入端子D1输入。左侧触发器的输出用作右侧触发器的数据输入。假设移位寄存器的初始状态是0000，数字码D3D2D1D0(1101)从高位(D3)到低位发送到D1端，在第一个时钟脉冲之后，Q0=D3。

由于数字D3后面的数字是D2，在第二个时钟脉冲之后，触发器FF0的状态移入触发器FF1，并且FF0变成新的状态，即Q1=D3，Q0=D2。以此类推，可以获得4位右移位寄存器的状态，如表8.8.1所示。

从表中可以看出，输入数字从低触发器到高触发器依次移动，并向右移动。在四个时钟脉冲之后，四个触发器Q3Q2Q1Q0的输出状态对应于输入数字D3D2D1D0。为了加深理解，在图8.8.2中画出了数1101(相当于D3=1，D2=1，D1=0，D0=1)在寄存器中移位后的波形。在四个时钟脉冲之后，数字1101出现在寄存器的输出端Q3Q2Q1Q0。

这样，串行输入(从D1端子输入)可以转换为并行输出(从Q3、 Q2、 Q1、 Q0端子输出)。这种转换方法特别适用于将接收到的串行输入信号转换成并行输出信号，便于打印或计算机处理。

除了edge D触发器，其他类型的触发器也可以用来构成移位寄存器，例如主从JK触发器用来构成移位寄存器，其级间连接方式如图8.8.3所示。根据JK触发器的特性方程，如图8.8.3所示，FF2和FF3的连接完全类似于FF1，所以每个JK触发器都作为D触发器工作，图8.8.3和8.8.1所示的电路功能相同。双向移位寄存器：

如果把图8.8.1所示电路中触发器的连接顺序反过来，把右触发器的输出作为左相邻触发器的数据输入，就可以构成左移位寄存器。如果加上一些控制门，就可以构成一个双向移位寄存器，可以右移(从低位到高位)和左移(从高位到低位)。

图8.8.4是双向移位寄存器的一种方案，它由边沿D触发器组成。每个触发器的数据输入端D连接到由或非门组成的转换控制门，移位方向取决于移位控制端s的状态。

当S=1，D0=DSR，D1=Q0，即FF0的D0端接DSR，FF1的D1端接Q0。在时钟CP的作用下，从DSR端子输入的数据将向右移位。另一方面，当S=0，D0=Q1，D1=Q2时，在时钟脉冲CP的作用下，Q2、 Q1的状态会向左移动。类似地，可以分析其他两位触发器之间的移位。因此，图8.8.4所示的寄存器可以双向移位。当S=1时，数据向右移位；当S=0时，数据向左移位。

可实现串行输入——、串行输出(DOR或DOL输出)、串行输入-并行输出(Q3 ~ Q0输出)。

有时要求数据在移位过程中不丢失，并保留在寄存器中。只需将移位寄存器最高有效位的输出连接到最低有效位的输入，或将最低有效位的输出连接到最高有效位的输入。这种移位寄存器叫循环移位寄存器，也可以当计数器用，叫循环计数器。移位寄存器的工作原理

移位寄存器不仅可以寄存数字，还具有移位功能。移位是数字系统和计算机技术中一个非常重要的函数。比如二进制数0101乘以2的运算，可以通过将0101左移一位来实现；除以2的运算可以通过右移一位来实现。移位寄存器有很多种，包括左移位寄存器、右移位寄存器、双向移位寄存器和循环移位寄存器。

图9-14显示了一个由四个触发器组成的四位移位寄存器。该数字从第一个触发器的端子串行输入，每个触发器在使用前使用清除。现在把数字1101从高到低依次送到终端。图9-14由触发器组成的四位左移位寄存器表9-6四位左移位寄存器状态表

第一个CP之后，=d3=1，其他触发器的输出状态仍然是0，即=000，d3=0001。在第二个CP之后，=d2=1，=d3=1并且==0。经过四个CP脉冲后，=d3d2d1d0=1101，存储结束。每个输出端子的状态如表9-6所示。如果连续发送四个移位脉冲，寄存的四位数字码1101可以从终端逐位输出，这种存取方式是串行输出方式。直接数据检索是并行输出模式。

以上知识分享希望能够帮助到大家！