寄存器是用来存储数据位的设备。存储在这些寄存器中的位可以通过应用时钟脉冲在寄存器内和/或寄存器内/寄存器外移动。这样的寄存器称为移位寄存器。一个n位移位寄存器可以由n个触发器级联而成触发器存储单个比特的信息(图1)。在这里，清除线用于重置每个触发器，从而清除整个寄存器。
移位寄存器可以根据数据移动的类型进行分类。
- 第一类:取决于数据转移的方向
- 第二类:视乎数据输入或输出的模式而定
第一类:取决于数据转移的方向
单向移位寄存器
在这种类型中，寄存器内的数据位只能向一个方向移动，即向左或向右移动，因此它们被称为左移寄存器或右移寄存器(图2)。
双向或可逆移位寄存器
双向移位寄存器(图3)是移位寄存器它们能够向任意方向移动数据，即既向左(绿色箭头表示)也向右(红色箭头表示)。这是通过修改单向移位寄存器的电路来实现的，它提供了某些附加电路，包括帮助选择数据移位方向的控制(黑色)线。
第二类:视乎数据输入或输出的模式而定
串行输入串行输出(SISO)移位寄存器
在的情况下串行输入串行输出移位寄存器(图4a)，数据加载和数据检索过程都是以逐位方式串行执行的。这里每一个时钟脉冲都有三个功能，
- 一位数据进入寄存器，
- 寄存器内的数据向左或向右移动一位，
- 一个数据位将从移位寄存器出来。
然而，需要注意的是，有效的数据位只有在应用n个时钟脉冲后才会从n位SISO寄存器出来。进一步需要提供额外的n个时钟脉冲来检索整个n位输入字。
串行进并行出(SIPO)移位寄存器
在串行进并行出移位寄存器(图4b)，以并行方式检索数据时，数据被逐位加载到寄存器中。在这种情况下，每个时钟脉冲
- 一位数据进入寄存器，
- 寄存器内的数据向左或向右移动一位。
同时，输出位可以被并行读出，每个单独的寄存器成分都有一个位。此外，值得注意的是，有效的n位数据字来自于n位SIPO注册刚经过n个时钟脉冲。
串行输出(PISO)移位寄存器
在的情况下并行入串行出移位寄存器(图4c)，数据加载以并行方式进行，而数据检索本质上是串行的。在这里，整个输入字在一个时钟周期内进入移位寄存器。从那时起，为每个时钟周期。
- 寄存器内的数据向左或向右移动一位
- 一位退出寄存器。
这意味着输入字的数据位是在PISO输出中逐位获得的。这表明，为了获得整个n位输入字，必须等待额外的n个时钟周期。
并行进并行出(PIPO)移位寄存器
在并行入并行出移位寄存器(图3d)数据加载和数据检索过程在本质上是并行的。这意味着整个数据字可以在一个时钟滴答时进入寄存器。类似地，只要再提供一个时钟脉冲，就可以在单个寄存器组件的输出引脚处获得整个数据字。然而，值得注意的是，这些类型的移位寄存器也能够将数据位向右或向左移动。
更进一步，如果移位寄存器的数据输出引脚被重新连接到数据输入引脚，那么输入字的位就会在寄存器内循环而不会丢失。
移位寄存器在需要用较少的控制引脚数量来完成特定任务时使用。16 . a发光二极管，一个需要16条单独的微控制器线。然而，由于可用的通用输入输出(GPIO)引脚数量有限，这将是不可行的。在这种情况下，两个移位寄存器的串联组合将被证明是有用的，因为它可以只用4个I/O管脚来完成任务。
此外，移位寄存器被广泛用于将串行数据流转换为并行形式，反之亦然。
