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移位寄存器及算术运算应用作者：梁伟来源：《电子技术与软件工程》2018年第01期寄存器被广泛应用于数字电路和计算机中，是由具有存储功能的触发器构成的，移位寄存器在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，通过proteus模拟软件进行直观分析移位寄存器移位功能，移位功能可应用于CPU内部寄存器进行算术运算。
【关键词】移位寄存器 CPU算术运算1 移位寄存器寄存器被广泛应用于数字电路和计算机中，是由具有存储功能的触发器构成的。
移位寄存器具有代码寄存和移位两个功能，在移位脉冲的作用下，数码如向左移一位，则称为左移，反之称为右移。
移位寄存器具有单向移位功能的称为单向移位寄存器，即可向左移也可向右移的称为双向移位寄存器。
2 移位寄存器的算术运算如图1所示为由D触发器组成的4位串行输入-并行输出左移位寄存器，图中各触发器的CP接在一起作为移位脉冲控制端（CP脉冲同步控制），数据从最低位触发器D输入，前一触发器输出端和后一触发器D端连接。
由于CP接在一起作为脉冲控制端，当第1个CP脉冲上升沿到来时，D1触发器输出Q1是根据输入数据D改变，D2触发器Q2输出是根据Q1数据改变，D3触发器Q3输出是根据Q2数据改变，D4触发器Q4输出是根据Q3的数据改变。
单向右移寄存器移位过程如下：（1）清零，只要=0，触发器直接置0。
（2）接收数据，当=1时，第1个CP脉冲后，输入信号d4d3d2d1=1101左移1位，寄存器状态从高位到低位为Q4Q3Q2Q1=0001。
（3）第2个CP脉冲后，输入信号d4d3d2d1=1101在移2位，寄存器状态为Q4Q3Q2Q1=0011。
（4）第3个CP脉冲后，输入信号d4d3d2d1=1101在移3位，寄存器状态为Q4Q3Q2Q1=0110。
（5）第4个CP脉冲后，输入信号d4d3d2d1=1101在移4位，寄存器状态为Q4Q3Q2Q1=1101。
即在四个CP脉冲作用后，数码d4d3d2d1=1101恰好全部左移位串行输入寄存器，寄存器输出状态从高位到低位为Q4Q3Q2Q1=1101从四个触发器的输出端并行输出，完成串行输入--并行输出。
移位寄存器讲解1. 什么是移位寄存器？移位寄存器是一种基本的数字电路元件，用于将数据按位进行移位操作。
它由多个触发器（或者称为存储器元件）组成，可以在时钟的控制下，实现数据的输入、输出和移位操作。
2. 移位寄存器的分类根据移位方向和数据输入方式的不同，移位寄存器可以分为以下几种类型：2.1 串行输入的移位寄存器串行输入的移位寄存器每次只能输入一位数据，数据位依次串行输入到寄存器中。
这种类型的移位寄存器常用于串行数据通信和数据处理中。
2.2 并行输入的移位寄存器并行输入的移位寄存器可以同时输入多位数据，每位数据对应寄存器中的一个存储单元。
这种类型的移位寄存器常用于并行数据传输和存储器操作中。
2.3 串行输出的移位寄存器串行输出的移位寄存器每次只能输出一位数据，数据位依次串行输出到外部设备。
这种类型的移位寄存器常用于串行数据通信和数据处理中。
2.4 并行输出的移位寄存器并行输出的移位寄存器可以同时输出多位数据，每位数据对应寄存器中的一个存储单元。
这种类型的移位寄存器常用于并行数据传输和存储器操作中。
3. 移位寄存器的工作原理移位寄存器的工作原理可以分为两个方面：数据输入和数据移位。
3.1 数据输入对于串行输入的移位寄存器，数据从一个输入端口依次输入到寄存器中的各个存储单元。
每当时钟信号到来时，数据在存储单元之间进行移位操作，新的数据通过输入端口进入寄存器。
对于并行输入的移位寄存器，数据同时从多个输入端口输入到寄存器中的各个存储单元。
时钟信号到来时，数据保持不变，不进行移位操作。
3.2 数据移位无论是串行输入还是并行输入的移位寄存器，当时钟信号到来时，数据都会在存储单元之间进行移位操作。
移位的方向可以是向左移位（左移）或向右移位（右移），具体方向由控制信号决定。
移位寄存器的移位操作可以分为以下几种方式：3.2.1 逻辑右移逻辑右移是指将数据向右移位，最右边的位被丢弃，最左边的位用0填充。
3.2.2 逻辑左移逻辑左移是指将数据向左移位，最左边的位被丢弃，最右边的位用0填充。
单片机移位寄存器1. 什么是单片机移位寄存器单片机移位寄存器（Shift Register）是一种具有移位功能的寄存器，在数字电子电路中被广泛应用。
它由一组触发器（Flip-Flop）组成，可以将数据按照特定的方式进行移位操作。
2. 移位寄存器的工作原理移位寄存器通常由串行输入、串行输出、并行输入和并行输出四个主要部分组成。
其工作原理如下：•串行输入：数据输入信号逐位地经过寄存器，通过串行输入端口输入。
每当输入一个新的数据位时，原有的数据位将向左移位，腾出位置存放新的数据位。
•串行输出：从移位寄存器的串行输出端口输出数据。
当整个移位寄存器被移位后，最右边的数据位将从串行输出端口输出，同时，原有数据位向右移位填充空出的位置。
•并行输入：通过并行输入端口将整个数据一次性输入到移位寄存器中，不进行移位操作。
•并行输出：通过并行输出端口将整个移位寄存器的内容一次性输出。
3. 移位寄存器的应用场景移位寄存器在数字电子电路中具有广泛的应用，例如：3.1. 数据传输与存储移位寄存器可以用于将数据从一个地方传输到另一个地方，实现数据的序列化和反序列化。
在通信系统中，可以使用移位寄存器将并行数据转换为串行数据进行传输，或者将串行数据转换为并行数据进行处理。
3.2. 并行输入/输出扩展通过移位寄存器，可以将单片机的并行输入/输出引脚扩展为更多的输入/输出引脚。
通过将多个移位寄存器级联，可以实现更多的输入/输出引脚扩展。
3.3. 状态存储移位寄存器可以用于存储状态信息，例如程序计数器（Program Counter）和状态寄存器（Status Register）等。
4. 移位寄存器的类型根据移位寄存器的工作方式和结构特点，常见的移位寄存器包括以下几种类型：4.1. 并行入/串行出移位寄存器（PISO）并行入/串行出移位寄存器有多个并行输入引脚和一个串行输出引脚。
多个并行输入信号可以一次性并行输入到寄存器中，然后按位进行移位，输出到串行输出引脚上。
