寄存器主要用来暂存数码和信息，在计算机系统中常常需要将二进制数码暂时存放起来等待处理，这就需要由寄存器存储参加运算的数据。寄存器由具有存储功能的触发器和门电路组成，一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。

寄存器有多种类型，按照功能的不同，可分为数码寄存器和移位寄存器；按寄存器输入、输出方式不同，可分为并行方式寄存器和串行方式寄存器。并行方式寄存器是各位数码从寄存器各个触发器同时输入或同时输出，如图11-3-1（a）所示；串行方式寄存器是各位数码从寄存器输入端逐个输入，在输出端逐个输出，如图11-3-1（b）所示。

图11-3-1　并行方式和串行方式寄存器

（a）并行方式寄存器；（b）串行方式寄存器

1.数码寄存器

具有存储数码功能的寄存器称为数码寄存器。图11-3-2所示电路是由4个D触发器构成的4位数码寄存器，它属于并行方式寄存器。D3～D0是寄存器并行的数据输入端，输入四位二进制数码；Q3～Q0是寄存器并行的输出端，输出4位二进制数码。

若要将4位二进制数码D3D2D1D0=1010存入寄存器中，只要在CP输入端加时钟脉冲。当CP脉冲上升沿出现时，4个触发器的输出端Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0=1010，于是这4位二进制数码便同时存入4个触发器中，当外部电路需要这组数据时，可从Q3Q2Q1Q0端读出。目前，专用的数码寄存器产品很多，如锁存器74LS373，其引脚排列如图11-3-3所示。

图11-3-2　4位数码寄存器

图11-3-3　锁存器74LS373的引脚排列

74LS373内部有8个锁存器，由锁存允许端LE来控制，当LE=1时，锁存器开，输入信号从1D～8D端进入锁存器，只要LE保持1，各锁存器内容将随D端状态变化而变化，这一点与D触发器不同，呈“透明”状态。当LE=0时，锁存器关，保持关状态前各位的状态。

2.移位寄存器

在数字电路系统中，由于算术逻辑运算或缓冲存储的需要，常常要求寄存器中输入的数码能逐位向左或向右移动，这种寄存器就是移位寄存器。移位寄存器按种类可分为串入并出、并入串出、串入串出、并入并出4种移位寄存器；按工作方式可分为单向移位寄存器（右移或左移）和双向移位寄存器两大类。

1）单向移位寄存器

图11-3-4　4位右移寄存器电路

4位右移寄存器的工作过程为：假设要把数码1010右移串行输入给寄存器，各触发器初始状态为Q0Q1Q2Q3=0000，各D端初始状态为D0D1D2D3=0000。工作时，由于是右移串行输入，数码1010由输入端DSR按顺序自右向左逐一输入，即先把数码最右一位数0送给D0，再相继输入1和0，最后把最左位的数码1送入D0。因为D触发器在每个CP脉冲到来时，其Q端状态是按D端状态翻转的，则D0的输入数码将按输入顺序逐步右移。经4个CP脉冲，即可使寄存器的状态变为Q0Q1Q2Q3=1010，而完成数码的寄存。

上述右移寄存器的工作过程列于表11-3-1中。

表11-3-1　右移寄存器的工作过程

（2）左移寄存器。图11-3-5所示是4位左移寄存器电路，它也是由4个D触发器组成的，它的工作过程与4位右移寄存器类似，不同的只是该寄存器的数码输入顺序是自左向右，依次在CP脉冲作用下左移，逐个输入寄存器中，如图11-3-6所示。

图11-3-5　4位左移寄存器电路(www.daowen.com)

图11-3-6　4位左移寄存器工作状态示意

（3）集成单向移位寄存器。74LS164是一种串入并出8位右移寄存器，其引脚排列如图11-3-7所示。74LS164的逻辑功能见表11-3-2。

图11-3-7　74LS164的引脚排列

表11-3-2　74LS164的逻辑功能

2）双向移位寄存器

表11-3-3　74LS194的逻辑功能

图11-3-8　74LS194的引脚排列

图11-3-9　74LS194的逻辑功能示意

双向移位寄存器具有以下功能。