移位寄存器有哪些不同类型？

串行输入 – 串行输出 （SISO） 移位寄存器

以下电路显示了由D触发器制成的串行输入-串行输出移位寄存器的结构：

该移位寄存器在串行数据输入端仅接受一位数据。每次Clk输入接收到有效的触发信号时，它都会横向移动到下一个D触发器。触发器中的有效触发信号可以是上升沿（即从数字状态0 到 1 ↑ 的变化）或下降沿（从 1 到 0 ↓ 的变化）。在本教程中，我们使用触发器，通过上升沿信号触发。

如您所见，上述电路有四个D触发器。假设您将数字 1

放入串行数据输入中。输入位需要四个上升沿信号才能到达串行数据输出。您可以在下面的SISO移位寄存器时序图中看到位的移动：

串行输入 – 并行输出 （SIPO） 移位寄存器

这种类型的移位寄存器与我们上面看到的SISO寄存器非常相似，但不同之处在于SIPO移位寄存器具有多个输出。该移位寄存器具有来自每个触发器的输出引脚，以便您可以并行访问这些位。让我们看看它的电路：

该电路在串行数据输入中一次接收一位。每当D触发器中的Clk输入收到上升沿信号时，该位都会从一个触发器移动到另一个触发器 - 从左到右。

由于 SIPO 版本具有并行输出 Q0、Q1、Q2 和

Q3，因此您不必等待输入位到达最后一个触发器即可使用;它将在第一个触发信号的Q3输出端，在Q2中在第二个触发信号中，第三个信号在Q1输出端，最后在Q0中具有第四个上升沿。您有以下行为：

SIPO寄存器的一个常见实际示例是向Arduino或其他微控制器添加更多输出引脚。例如，使用带有Arduino的74HC595查看此示例。

并行输入 – 串行输出 （PISO） 移位寄存器

该移位寄存器具有并行输入，这意味着位同时分别加载到每个触发器上。与输入相反，输出具有串行格式，这意味着每次触发触发器时仅输出一位。

上述电路由四个D触发器组成，其中时钟信号在所有Clk输入之间共享。每个D输入都连接到多路复用器，多路复用器接收位输入（IN0，IN1，IN2，IN3）和前一个触发器的输出（从左到右）。由于第一个触发器缺少先前的触发器，因此多路复用器的一个输入放置在数字1中。

对于这种类型的寄存器，不需要上升沿信号来并行加载寄存器，因为输入中已经存在位。但是，如果考虑上述具有四个触发器的电路，则需要四个上升沿来卸载数据。这将从

IN0 中的位开始，然后是 IN1 中的位，然后是 IN2，最后是 IN3。这里有一个带有时序图的示例：

并行输入 – 并行输出 （PIPO） 移位寄存器

这种类型的移位寄存器充当多位临时存储设备。看看它的电路，试着猜测为什么。

您可能已经观察到，在PIPO移位寄存器中，D触发器没有通过D输入和Q输出连接在一起。相反，它们只共享时钟信号。

并行输入对应于每个触发器的每个D输入（D0，D1，D2，D3）。由于每个触发器在Clk输入中具有相同的时钟信号，因此每个触发器将同时触发。发生这种情况时，并行输入中的所有位将同时移动到并行输出（Q0、Q1、Q2、Q3）。换句话说，要传输整个数据集，您只需要一个触发信号。

该电路不符合移位寄存器的条件，因为它实际上不会移位。但是，在一个输出和下一个输出之间有一些额外的逻辑门，您可以并行加载数据，移动数据，然后以并行格式获取数据的移位版本。