移位寄存器除了具有存储数据的功能之外，还具有移位功能。
所谓移位功能，就是寄存器中所存数据，可以在移位脉冲作用下逐次左移或右移。
单向移位寄存器
下图是用D触发器组成的单向移位寄存器。其中每个触发器的输出端Q依次接到下一个触发器的数据输入端D，只有第一个触发器的输入端D接收数据。
每当输入脉冲的上升沿到来时，输入数据移入，同时每个触发器的输出Q也已给下一个触发器。
假设输入数据为1011，那么在移位脉冲的作用下，移位寄存器中数据的移动情况如下表:
移位寄存器中数据的移动情况
移位寄存器中数据
CP顺序
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
2
0
1
0
0
3
1
0
1
0
4
1
1
0
1
可以看到，当来过4个CP脉冲后，1011这四位数据恰好全部移入寄存器中。此时，可以从四个触发器的Q端得到并行的数据输出。
最后一个触发器的Q端可以作为串行输出端。如果需要得到串行的输出信号，则只要再输入4个时钟脉冲，四位数码便可依次从串行输出端送出去，这就是所谓串行输出方式。
所以上图的电路叫做串行输入、串行输出、并行输出单向移位寄存器。
移位寄存器的输入同样也可以采用并行输入的方式。下图就是一个串、并行输入，串行输出的移位寄存器。
在并行输入时，采用了两拍接收方式，第一步先用清零脉冲通过触发器的端，把所有的触发器置0，第二步再利用接收脉冲通过端输入数据。
双向移位寄存器
在下图中，数据既可以从向方向逐位移动（用右移表示），又可以从向方向逐位移动（用左移表示）。
端经或非门反向后加到右边触发器的D输入端（相当于左边触发器的Q端接至右边触发器的D输入端），所以当移位脉冲到来时，数据自左至右移动。反之，当左移信号为1时，当移位脉冲到来时，数据自右至左移动。输入是反码，经非门反向后变成原码存在寄存器中；如果输入是原码，则寄存器中存放的是反码。
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