1、把若干個觸發器串接起來,就可以構成一個移位寄存器。由4個邊沿D 觸發器構成的4位移位寄存器邏輯電路如圖8.8.1所示。數據從串行輸入端D1輸入。左邊觸發器的輸出作為右鄰觸發器的數據輸入。假設移位寄存器的初始狀態為0000，現將數碼D3D2D1D0(1101)從高位(D3)至低位依次送到D1端，經過第一個時鐘脈沖后，Q0D3。由于跟隨數碼D3后面的數碼是D2，則經過第二個時鐘脈沖后,觸發器FF0的狀態移入觸發器FF1,而FF0變為新的狀態,即Q1D3，Q0D2。依此類推,可得4位右向移位寄存器的狀態, 如表8.8.1所示。 由表可知，輸入數碼依次地由低位觸發器移到高位觸發器,作右向移動。經過4個

2、時鐘脈沖后,4個觸發器的輸出狀態Q3Q2Q1Q0與輸入數碼D3D2D1D0相對應。為了加深理解,在圖8.8.2中畫出了數碼1101(相當于D31,D21,D10 ,D01)在寄存器中移位的波形,經過了4個時鐘脈沖后,1101出現在寄存器的輸出端Q3Q2Q1Q0。這樣，就可將串行輸入（從D1端輸入）的數碼轉換為并行輸出（從Q3、Q2、Q1、Q0端輸出）的數碼。這種轉換方式特別適用于將接收到的串行輸入信號轉換為并行輸出信號，以便于打印或由計算機處理。 在圖8.8.3中還畫出了第5到第8個時鐘脈沖作用下，輸入數碼在寄存器中移位的波形(如圖8.8.2所示)。由圖可見，在第8個時鐘脈沖作用后，數碼從Q3

3、端已全部移出寄存器。這說明存入該寄存器中的數碼也可以從Q端串行輸出。根據需要，可用更多的觸發器組成多位移位寄存器。 除了用邊沿D 觸發器外,還可用其他類型的觸發器來組成移位寄存器,例如,用主從JK 觸發器來組成移位寄存器，其級間連接方式如圖8.8.3所示。根據JK觸發器的特征方程，由圖8.8.3可得: FF2和FF3的接法與FF1完全相似，所以各JK 觸發器均以D 觸發器的功能工作，圖8.8.3和圖8.8.1所示電路具有相同的功能。 雙向移位寄存器: 若將圖8.8.1所示電路中各觸發器間的連接順序調換一下，讓右邊觸發器的輸出作為左鄰觸發器的數據輸入，則可構成左向移位寄存器。若再增添一些控制門,

4、則可構成既能右移(由低位向高位)、又能左移(由高位至低位)的雙向移位寄存器。圖8.8.4是雙向移位寄存器的一種方案,它是利用邊沿D 觸發器組成的,每個觸發器的數據輸入端D 同與或非門組成的轉換控制門相連,移位方向取決于移位控制端S的狀態。 當S=1時，D0DSR,D1=Q0,即FF0的D0端與右移串行輸入端DSR接通，FF1的D1端與Q0接通，在時鐘脈沖CP 作用下，由DSR端輸入的數據將作右向移位；反之，當S=0時，D0Q1 ，D1Q2，在時鐘脈沖CP作用下，Q2、 Q1的狀態將作左向移位。同理，可以分析其他兩位觸發器間的移位情況。由此可見，圖8.8.4所示寄存器可作雙向移位。當S=1時，數

5、據作右向移位；當S=0時，數據作左向移位。可實現串行輸入串行輸出（由DOR 或DOL 輸出）、串行輸入并行輸出工作方式（由Q3Q0 輸出）。 有時要求在移位過程中數據不要丟失，仍然保持在寄存器中。只要將移位寄存器的最高位的輸出接至最低位的輸入端，或將最低位的輸出接至最高位的輸入端。這種移位寄存器稱為循環移位寄存器，它也可以作為計數器用，稱為環行計數器。 移位寄存器工作原理    移位寄存器不僅能夠寄存數碼，而且具有移位功能。移位是數字系統和計算機技術中非常重要的一個功能。如二進制數0101乘以2的運算，可以通過將0101左移一位實現；而除以2的運算則可通過右移一位

6、實現。    移位寄存器的種類很多，有左移寄存器、右移寄存器、雙向移位寄存器和循環移位寄存器等。    圖9-14所示是由四個觸發器組成的四位左移寄存器。數碼從第一個觸發器的端串行輸入，使用前先用將各觸發器清零。現將數碼 1101從高位到低位依次送到端。                        

7、;                    圖9-14 由觸發器組成的四位左移寄存器 表9-6 四位左移寄存器狀態表       第一個CP過后，=d3=1，其他觸發器輸出狀態仍為0，即=000，d3= 0001。第二個CP過后，=d2=1，=d3=1，而=0。經過四個CP脈沖后，=d3d2d1d0=1101，存數結束。各輸出端狀態如表9-

8、6所示。如果繼續送四個移位脈沖，就可以使寄存的這四位數碼1101逐位從端輸出，這種取數方式為串行輸出方式。直接從 取數為并行輸出方式。74HC164是比較典型的移位寄存器，該移位寄存器有一個數據輸入端口、一個時鐘信號端口和八個輸出端口。如圖1所示。     當時鐘信號從低電平變為高電平的時候將輸出一個數據到輸出端D0，當時鐘第二次由低電平變為高電平的時候將輸出第二個數據到D0，而第一個數據將轉移到D1端口。依此類推，每一個時鐘周期中都有一個串行數據輸出到D0，而其他的數據則不斷往高位移動直到所有數據傳輸結束。如果不再有時鐘周期輸入，則這些數據將暫存在輸出端。 如果

9、需要有更多的輸出端口，可以把多個74HC164串聯起來用。串聯的方法如圖2所示。 在上圖的串聯電路中，左邊的鎖存器D7與右邊鎖存器的串行數據輸入端連接，當左邊的鎖存器D0D7數據全部輸出以后，再輸入一個串行信號，左邊鎖存器D7數據將作為右邊鎖存器的輸入數據并從右邊鎖存器D0端輸出，從而實現了多個字節數據的移位鎖存。這樣利用74HC164就實現了串行數據到并行數據的轉換。 注意到在上面的兩個圖中，無論輸出什么長度的數據，所需要的輸入信號都只有兩個，一個是串行數據輸入，另一個是鎖存器的時鐘信號輸入。如果我們把這兩個輸入端口連接到單片機的兩個輸出端口上，其中單片機的一個端口串行輸出數據，另一個端口輸

10、出時鐘信號以便控制串行數據的鎖存方式，那么我們就只需要兩個單片機端口幾乎實現任意數量的并口輸出。 2. 8051串口方式0的工作原理與時序圖3 串口方式0的時序8051串口方式0的時序如圖所示，RXD(P3.0)為數據端，TXD（P3.1）為同步移位脈沖端，每次串行發送、接收8位數據（一幀），低位在先。時鐘為Fosc/12。（1）       發送執行任何一條MOV SUBF,#data指令時，啟動內部串行發送允許，SEND置高電平，隨后在TXD同步移位時鐘的作用下，將數據data從RXD端移位輸出。一幀數據發送完畢時，內部發送中斷請

11、求TI有效。要再次發送一幀時，須用軟件清TI。（2）       接收在串行口控制寄存器SCON中，REN=1和RI=0時，會啟動一次接收過程。接收時，TXD仍為同步移位時鐘輸出，而串行移位數據仍從RXD移位輸入。當接收完一幀后，內部接收中斷請求RI有效，要再次接收一幀數據時，須用軟件清零。3. 電路原理MCS-51單片機串行口方式0為移位寄存器方式，外接4片74LS164作為4位LED顯示器的靜態顯示接口，把8031的RXD作為數據輸出線，TXD作為移位時鐘脈沖。74LS164為TTL單向8位移位寄存器，可實現串行輸入，并行輸出。其中A、B（第1、2腳）為串行數據輸入端，2個引腳按邏輯與運算規律輸入信號，共一個輸入信號時可并接。T（第8腳）為時鐘輸入端，可連接到串行口的TXD端。每一個時鐘信號的上升沿加到T端時，移位寄存器移一位，8個時鐘脈沖過后，8位二進制數全部移入74LS164中。R（第9腳）為復位端，當R=0時，移位寄存器各位復0，只有當R=1時，時鐘脈沖才起作用。Q1Q8（第3-6和10-13引腳）并行輸出端分別接LED顯示器的hg···a各段對應的引腳上。在給出了8個脈沖后，最先進入74LS164的第一個數據到達了最高位，然后再來一個脈沖會有什么發生呢？再來一個脈沖，第一個