移位寄存器的串行扩展技术
串行通信及串行扩展技术
传感器数据采集
01
串行通信接口可以连接各种模拟或数字传感器，实现数据的实
时采集和传输。
数据处理与存储
02
通过串行通信将采集到的数据传输到上位机或数据中心，进行
进一步的处理、分析和存储。
系统监控与控制
03
串行通信可用于实现远程监控和控制，提高数据采集系统的灵
活性和可维护性。
在远程监控系统中的应用
01
特点
传输线少，成本低，适用于远距 离通信，但传送速度较慢。
串行通信协议
异步通信协议
以字符为单位进行传输，字符间通过 特定的起始位和停止位进行同步。
同步通信协议
以数据块为单位进行传输，通过同步 字符或同步信号实现收发双方的时钟 同步。
串行通信接口标准
RS-232C接口标准
定义了数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口标准，采用 负逻辑电平，最大传输距离约15米。
串行扩展工作原理
01
数据传输
在串行通信中，数据以位为单位进行传输。发送端将数据按位依次发送
到传输线上，接收端按位接收并组合成完整的数据。数据传输过程中需
要遵循特定的通信协议和数据格式。
02
同步与异步通信
串行通信可分为同步通信和异步通信两种方式。同步通信需要发送端和
接收端保持严格的时钟同步，而异步通信则通过特定的起始位和停止位
无线化发展趋势
无线通信技术的普
及
随着无线通信技术的不断发展， 串行通信逐渐实现无线化，使得 设备间的通信更加灵活方便。
低功耗无线通信技
术
针对低功耗设备的需求，发展出 低功耗无线通信技术，延长设备 的续航时间。
无线通信安全性增
串行口的四种工作方式标准版文档
RB8 停止位
RI（中断标志）
接收时，数据从右边移入输入移位寄存器。当位检测逻辑 采样到RXD上的负跳变，便开始接收1帧数据。在接收完第九 位数据后，满足下列条件，才能真正接收到1个字符。
当RI=0，且SM2=0（或接收到的第9位数据为1）时，接收到 的数据装入接收缓冲器SBUF和RB8（接收数据的第9位）， 置RI=1，向CPU请求中断。如果条件不满足，则数据丢失， 且不置位RI，继续搜索RXD引脚的负跳变。
❖解：设数据的发送不采用串行口，即用一段程序模拟 串口方式0的操作，选择用P2.1传数据，P2.0传时钟。
DOUT CLK
BIT P2.1 BIT P2.0
DP12: MOV R2, #8 MOV A, @R0
DP13: RLC A MOV DOUT, C CLR CLK SETB CLK DJNZ R2, DP13 RET
先输出低位吗？
能改变吗？
开始 循环次数设置 取显示数据 数据码左移一位 送一位数据至P2.1 输出一个移位脉冲
够8次了？ Y
RET
读图练习--实验六的原理图
D
PY
1 a
2
a
b
3
c
f
b
4
g
d
5
ee
c
6 f
d dp
7 g d p
8
2
0
D
PY
1 a
2
a
b
3
c
f
b
4
g
d
5
ee
c
6 f
d dp
7 g d p
方式2和方式3
方式2或方式3时为11位数据的异步通信口。TXD为数据发
串行接口扩展
扩展并行输出口时，可用串入并出移位寄存器芯片，如 CMOS芯片4094和74LS164芯片。4094芯片的引脚信号如图930（a）所示。Q1~Q8是8个并行输出端；DATA是串行数据输 入端；CLK是时钟脉冲端，时钟脉冲既用于串行移位，也用 于数据的并行输出；QS、、Q8是移位寄存器最高位输出端； OE是并行输出允许端；STB是选通脉冲端，STB高电平时， 4094选通移位，低电平时，4094可并行输出。74LS164的引 脚信号如图9-30（b）所示。74LS164与4094的使用类似。
//传完清除标志位，准备下一次数据传输 //置4094于并行输出工作方式 //串行口数据发送完毕，P3.1上已停止同步移位
//为使4094并行输出数据，软件产生一个脉冲上
//原地循环，相当于SJMP$
单片机原理与应用
单片机原理与应用
串行接口扩展
MCS-51单片机串行口工作于方式0时，串行口作为同步移 位寄存器使用，这时以RXD(P3.0)端作为数据移位的输入端或 输出端，而由TXD(P3.1)端输出移位脉冲。如果把能实现“并 入串出”或“串入并出”功能的移位寄存器与串行口配合使 用，就可使串行口转变为并行输入或输出口使用。
SL=0;
//置4014于串行移位工作方式
SCON=0x10;
while(RI!=1); RI=0; data_L=SBUF; SCON=0x10;
while(RI!=1); RI=0; data_H=SBUF; while(1); }
//置串行口为工作方式0，同时 //置位REN启动串行口接数据
sbit SL=P1^7;
//位定义
sbit CLK=P3^1;
void main()
//主程序
fpga移位寄存器用法
fpga移位寄存器用法FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程的集成电路芯片，可以根据用户的需求进行灵活的数字电路设计和开发。
在FPGA设计中，移位寄存器（Shift Register）是一种常用的数字电路元件，用于将数据从一个位置传送到另一个位置。
移位寄存器的基本原理是通过时钟信号的控制，在一定的时间间隔内，将数据从输入端移动到输出端，并且保持在输出端一段时间。
移位寄存器可以用来实现各种功能，如数据传输、数据移位、数据缓存等。
在FPGA设计中，移位寄存器的使用非常广泛，下面将介绍移位寄存器的用法。
移位寄存器可以分为串行移位寄存器和并行移位寄存器两种类型。
串行移位寄存器是最基本的移位寄存器，它将输入数据按位依次移动到输出端。
串行移位寄存器可以采用不同的移位方向，如向左移位（Shift Left）或向右移位（Shift Right）。
串行移位寄存器的数据长度可以根据需要进行扩展，从几位到几十位不等。
并行移位寄存器是将输入数据同时移动到输出端的移位寄存器，也称为平行移位寄存器。
与串行移位寄存器不同的是，输入数据的每一位立即传送到输出端，而不是按位移动。
并行移位寄存器通常用于数据宽度较大的情况，可以大大提高数据传输的速度。
移位寄存器通常有两个主要的应用场景：数据传输和数据移位。
在数据传输方面，移位寄存器可以用来在不同的时钟域之间传输数据。
在设计中，时钟域是指由时钟信号控制的特定区域，在同一时钟域内的电路操作是同步的，而不同的时钟域之间的电路操作是异步的。
移位寄存器可以在不同的时钟域之间传输数据，并实现时钟域之间的数据同步。
在数据移位方面，移位寄存器可以用来对数据进行移位操作，如数据串行化和并行化。
数据串行化是将并行数据按位移动，将其转换为串行数据。
数据并行化是将串行数据按位移动，将其转换为并行数据。
这两种操作通常用于接口电路设计和数据通信系统中。
此外，移位寄存器还可以用于数据缓存和数据处理。
实验十 移位寄存和串行累加
图10-1 四D触发器74175管脚图
图10-1 741ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5构成四位移位寄存器
74194是一个双向移位寄存器，并且可以并行输入，其管脚图如图103所示。其中A~D为并行输入端，QA~QD为并行输出端，CLOCK为时 钟输入端，CLEAR为异步清零端，SHIFT RIGHT SERIAL INPUT为串 行右移输入端，SHIFT LEFT SERIAL INPUT为串行左移输入端，S0、 S1为工作模式控制端，通过设置S0和S1，可以使其工作在保持 （S0=0，S1=0）、串行左移（S0=0，S1=1）、串行右移（S0=1， S1=0）或并行（S0=1，S1=1）输入输出状态。
触发器具有存储信息的功能，利用这一特点，将四D触发器74175链型 连接，构成一个四位的串行移位寄存器。一个时钟脉冲可以将数据向 右或者向左移动一位，经过四个时钟脉冲，就可以将一个四位二进制 数存储在74175构成的寄存器中，74175管脚图如图10-1所示，构成的 移位寄存器逻辑图如图10-2所示。
图10-3 74194管脚图
图10-4
74194内部逻辑图
串行累加电路结构简单，运算由低位开始，两个最低位相加产生和与 进位，当次低位相加时要考虑最低位的进位，所以用D触发器7474来 存放进位数，全加器电路如图10-5所示。 利用74175构成的移位寄存器和74194作两个四位的移位寄存器，经过 全加器将两个寄存器连接起来构成一个系统，数据先进入低四位寄存 器，然后经加法器和高四位（为0）相加后进入高四位，这时候低四位 存储了新的四位二进制数，经过四个时钟脉冲后，和高四位的四位二 进制数相加，并将结果存储在高四位寄存器中。
74ls83
图10-5 全加器逻辑图
实验内容
移位寄存器的设计及实现
移位寄存器的设计及实现移位寄存器（Shift Register）是一种常用的数字逻辑电路器件，它能够将数据按照输入和输出的时序进行移位操作。
通过移位寄存器，我们可以实现数据的串行传输、并行-串行或者串行-并行转换、数据延迟等功能。
本文将对移位寄存器的设计与实现进行介绍。
一、移位寄存器的设计1.串行输入、串行输出的移位寄存器这种移位寄存器称为串行移位寄存器，它包括n个触发器，每个触发器提供一个数据位的存储空间。
数据通过一个输入端串行输入，然后通过触发器依次移位，最后从输出端串行输出。
2.并行输入、并行输出的移位寄存器这种移位寄存器称为并行移位寄存器，它包括n个触发器，每个触发器提供一个数据位的存储空间。
数据通过n个输入端并行输入到各个触发器，然后通过控制信号进行同步移位。
最后从n个输出端并行输出。
3.并行输入、串行输出的移位寄存器这种移位寄存器称为并行-串行移位寄存器，它先从n个输入端并行输入数据，然后通过控制信号进行同步移位，并将移位结果通过一个输出端串行输出。
4.串行输入、并行输出的移位寄存器这种移位寄存器称为串行-并行移位寄存器，它先从一个输入端串行输入数据，然后通过触发器进行移位，最后将移位结果从n个输出端并行输出。
1.触发器选择由于是8位移位寄存器，需要选择8个触发器。
常用的触发器有D触发器、JK触发器等，可以根据实际需求选择合适的触发器。
2.输入输出端口设计设计一个输入端口用于串行输入数据。
由于是串行输入，需要一个时钟信号和一个使能信号进行同步移位操作。
同时，设计一个输出端口用于串行输出数据。
3.控制信号电路设计根据串行输入、串行输出的要求，需要设计一个时钟信号和一个使能信号的电路。
使能信号在移位过程中保持逻辑高电平，只有当8位数据全部移位完成时才将使能信号置为逻辑低电平。
二、移位寄存器的实现1.设计一个8位移位寄存器电路，并连接8个D触发器。
2.将串行输入信号与D触发器的数据端相连，时钟信号与D触发器的时钟端相连，使能信号与D触发器的使能端相连。
利用串行口扩展并口
附页：实验线路图：编译程序:源程序代码：1 汇编语言程序清单ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP INTT0MAIN:MOV SP,#60HMOV TMOD,#01HSETB ET0SETB EAMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HSETB TR0MOV 30H, #0 ; 每中断一次加1MOV 31H, #0 ; 每秒加1, 当其值为100时清0 MOV 32H, #0 ; 个位MOV 33H, #0 ; 十位LP:MOV R0,#32HMOV R7,#2ACALL BINBCDMOV DPTR,#TABDSPLY:MOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRCPL AMOV SBUF,ADSP1:JNB TI,DSP1CLR TIINC R0DJNZ R7,DSPLYLP1:MOV A,30HCJNE A, #10, LP1MOV 30H,#00HINC 31HMOV A,31HCJNE A,#100,LPMOV 31H,#0SJMP LPINTT0:MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#3CHINC 30HRETITAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHDB 0FFH,00H,73H; 入口参数二进制数存放在31H中; 出口参数 BCD数十位（33H）, 个位（32H）BINBCD:MOV A,31HMOV B,#10DIV ABMOV 33H,AMOV A,BMOV 32H,ARETEND ; 程序结束2 C 语言程序清单#include <AT89X51.H>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//共阴数码管段码：0~9，全亮，全灭，Puchartab[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0xFF,0x00,0x 73};uchar timer; //定时器每中断1次加1void main(void){uchar ten,one,count;SP=0x60;TMOD=0x01; //定时器T0方式1定时ET0=1; //开定时器T0中断EA=1; //开总中断TH0=0x3C; //每100ms中断一次TL0=0xB0;TR0=1; //启动定时器T0timer=0;count=0;do{do{ten=count/10; //求得十位one=count%10; //求得个位SBUF=~tab[one]; //发送个位while(~TI);TI=0;SBUF=~tab[ten]; //发送十位while(~TI);TI=0;while(timer<10); //延时1s，即10*100ms timer=0;count++; //每隔一秒，count值加1 }while(count<100); //从0计到99count=0;} while(1);}void intt0() interrupt 1{TH0=0x3C;TL0=0xB0;timer++;}。
实验五 移位寄存器及其应用
实验五移位寄存器及其应用一、实验目的1、掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。
2、熟悉移位寄存器的应用—实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。
二、实验原理1、移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。
既能左移又能右移的称为双向移位寄存器，只需要改变左、右移的控制信号便可实现双向移位要求。
根据移位寄存器存取信息的方式不同分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。
本实验选用的4位双向通用移位寄存器，型号为CC40194或74LS194，两者功能相同，可互换使用，其逻辑符号及引脚排列如图5－1所示。
图5－1 CC40194的逻辑符号及引脚功能其中D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3为并行输出端；S R为右移串C为直接无条件清零端；行输入端，S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；RCP为时钟脉冲输入端。
CC40194有5种不同操作模式：即并行送数寄存，右移(方向由Q0→Q3)，左移（方向由Q3→Q0），保持及清零。
S1、S0和R C端的控制作用如表5－1。
表5－12、移位寄存器应用很广，可构成移位寄存器型计数器；顺序脉冲发生器；串行累加器；可用作数据转换，即把串行数据转换为并行数据，或把并行数据转换为串行数据等。
本实验研究移位寄存器用作环形计数器和数据的串、并行转换。
(1)环形计数器把移位寄存器的输出反馈到它的串行输入端，就可以进行循环移位，如图5－2所示，把输出端Q3和右移串行输入端S R 相连接，设初始状态Q0Q1Q2Q3＝1000，则在时钟脉冲作用下Q0Q1Q2Q3将依次变为0100→0010→0001→1000→……，如表5－2所示，可见它是一个具有四个有效状态的计数器，这种类型的计数器通常称为环形计数器。
图5－2 电路可以由各个输出端输出在时间上有先后顺序的脉冲，因此也可作为顺序脉冲发生器。
移位寄存器串入出与并入串出
移位寄存器串入出与并入串出————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：移位寄存器串入并出与并入串出在数字电路中，移位寄存器（英语：shift register）是一种在若干相同时间脉冲下工作的触发器为基础的器件，数据以并行或串行的方式输入到该器件中，然后每个时间脉冲依次向左或右移动一个比特，在输出端进行输出。
这种移位寄存器是一维的，事实上还有多维的移位寄存器，即输入、输出的数据本身就是一些列位。
实现这种多维移位寄存器的方法可以是将几个具有相同位数的移位寄存器并联起来。
移位寄存器的输入、输出都可以是并行或串行的。
它们经常被配置成串入并出（serial-in, parallel-out, SIPO）的形式或并入串出（parallel-in, serial-out, PISO），这样就可以实现并行数据和串行数据的转换。
当然，也有输入、输出同时为串行或并行的情况。
此外，还有一些移位寄存器为双向的，也就是说它允许数据来回传输，输入端同时可以作为输出端，输出端同时也可以作为输入端。
如果把移位寄存器的串行输入端，和并行输出端的最后一位连接起来，还可以构成循环移位寄存器（circular shift register），用来实现循环计数功能。
串入并出串入并出形式的移位寄存器接法，可以将输入的串行数据以并行格式输出。
串行通信要求的几位数据完成输入之后，就可以在输出端的各位同时读出并行数据。
并入串出并入串出形式的移位寄存器接法，通过下图所示D1-D4并行输入段接收4位外部并行数据，而Q为串行输出的引脚。
为了将数据写入到寄存器中，写/移位控制线必须保持低电平。
写入完成，需要移位时，写/移位控制线则必须处于高电平，而且必须给予时间脉冲，每提供一个时间脉冲，向左（或向右）移动一位。
移位寄存器的串行扩展
移位寄存器的串行扩展（74hc164）1. 74HC16474HC164是比较典型的移位寄存器，该移位寄存器有一个数据输入端口、一个时钟信号端口和八个输出端口。
如图1所示。
当时钟信号从低电平变为高电平的时候将输出一个数据到输出端D0，当时钟第二次由低电平变为高电平的时候将输出第二个数据到D0，而第一个数据将转移到D1端口。
依此类推，每一个时钟周期中都有一个串行数据输出到D0，而其他的数据则不断往高位移动直到所有数据传输结束。
如果不再有时钟周期输入，则这些数据将暂存在输出端。
如果需要有更多的输出端口，可以把多个74HC164串联起来用。
串联的方法如图2所示。
在上图的串联电路中，左边的锁存器D7与右边锁存器的串行数据输入端连接，当左边的锁存器D0~D7数据全部输出以后，再输入一个串行信号，左边锁存器D7数据将作为右边锁存器的输入数据并从右边锁存器D0端输出，从而实现了多个字节数据的移位锁存。
这样利用74HC164就实现了串行数据到并行数据的转换。
注意到在上面的两个图中，无论输出什么长度的数据，所需要的输入信号都只有两个，一个是串行数据输入，另一个是锁存器的时钟信号输入。
如果我们把这两个输入端口连接到单片机的两个输出端口上，其中单片机的一个端口串行输出数据，另一个端口输出时钟信号以便控制串行数据的锁存方式，那么我们就只需要两个单片机端口几乎实现任意数量的并口输出。
2. 8051串口方式0的工作原理与时序图3 串口方式0的时序8051串口方式0的时序如图所示，RXD(P3.0)为数据端，TXD（P3.1）为同步移位脉冲端，每次串行发送、接收8位数据（一帧），低位在先。
时钟为Fosc/12。
（1）发送执行任何一条MOV SUBF,#data指令时，启动内部串行发送允许，SEND置高电平，随后在TXD同步移位时钟的作用下，将数据data从RXD端移位输出。
一帧数据发送完毕时，内部发送中断请求TI有效。
要再次发送一帧时，须用软件清TI。
电路中的移位寄存器及其应用
电路中的移位寄存器及其应用电路中的移位寄存器是一种重要的数字逻辑元件，它可以实现数据的移动和存储功能。
通过移动数据位，可以在电路中实现各种有趣的应用，从而扩展数字逻辑的功能。
在本文中，我们将探讨移位寄存器的原理、分类以及一些实际应用。
移位寄存器是一种特殊的寄存器，它可以用来存储和移动一串二进制数据。
它由一组触发器构成，每个触发器代表一个二进制位。
这些触发器可以分为串行和并行两种类型。
串行移位寄存器是将数据位顺序连接在一起形成一个串行的数据路径。
当时钟信号到来时，数据位会按照顺序依次移动。
最常见的是移位寄存器的左移和右移操作，左移时数据位向左移动一位，右移时数据位向右移动一位。
当移出的数据位被丢弃时，新的数据位会从移入端进入寄存器。
串行移位寄存器的优点是结构简单，占用空间小，但是移位速度较慢。
并行移位寄存器是将数据位同时移动的一种寄存器。
它的结构比串行移位寄存器复杂，需要更多的触发器来实现。
并行移位寄存器可以同时移动多个数据位，因此移位速度较快。
在并行移位寄存器中，移位操作是通过输入信号来控制的。
通过控制输入信号的状态，可以实现不同的移位模式，如循环移位、位反转等。
移位寄存器在数字逻辑中有着广泛的应用。
其中，最常见的应用是数据的存储与传输。
通过移位寄存器，可以将数据从一个地方传输到另一个地方，实现数据的存储和传递。
移位寄存器还可以用于实现数据的压缩和解压缩。
例如，在图像处理中，可以使用移位寄存器将图像数据进行压缩，从而减小图像文件的大小，并且可以在需要时恢复原始图像。
此外，移位寄存器还可以用于实现密码算法。
通过将数据进行移位和混合，可以实现数据的加密和解密，保证数据的安全性。
除了上述应用外，移位寄存器还被广泛用于时序控制电路中。
时序控制电路是一种通过控制信号来实现特定操作顺序的电路。
移位寄存器可以用于存储各种控制信号，并根据时钟信号的到来按照特定的顺序输出这些信号。
通过移位寄存器的组合和控制信号的变化，可以实现复杂的时序控制功能，如状态机和序列识别等。
并行输入串行输出移位寄存器原理
并行输入串行输出移位寄存器原理移位寄存器是一种常见的数字电路元件，用于将数据进行移位操作。
它具有并行输入和串行输出的特点，可以将多个输入同时加载到寄存器中，并按照一定的顺序输出。
本文将介绍并行输入串行输出移位寄存器的原理及其工作方式。
一、移位寄存器的基本原理移位寄存器是由一组触发器组成的，每个触发器都具有数据输入D、时钟输入CLK和数据输出Q。
在并行输入串行输出移位寄存器中，触发器的数据输入D与并行输入数据相连，时钟输入CLK相连，数据输出Q与下一个触发器的数据输入D相连，最后一个触发器的数据输出Q为寄存器的串行输出。
当时钟信号到达时，触发器会将输入数据加载到自身，并将输出作为下一个触发器的输入。
通过多个触发器的串联，数据可以在寄存器中进行移位操作。
当所有输入数据加载完成后，通过寄存器的串行输出可以得到移位后的结果。
二、移位寄存器的工作方式1. 并行输入：将要移位的数据同时输入到寄存器的多个触发器中。
每个触发器都会将输入数据保存到自身。
这样可以实现一次性输入多个数据，提高了数据输入的效率。
2. 串行输出：通过触发器的串行输出将移位后的数据输出。
每当时钟信号到达时，触发器将自身的数据输出，并将输出作为下一个触发器的输入。
这样数据就会从一个触发器传递到下一个触发器，最终得到移位后的结果。
3. 移位操作：通过时钟信号的不断触发，移位寄存器中的数据可以进行移位操作。
每当时钟信号到达，数据会从一个触发器传递到下一个触发器，实现数据的移位。
当所有数据都完成移位后，可以通过最后一个触发器的串行输出得到移位后的结果。
三、应用场景并行输入串行输出移位寄存器常用于串行通信中的数据传输。
在串行通信中，数据需要按照一定的顺序进行传输，而移位寄存器可以实现数据的有序移位，保证数据的正确传输。
例如，在串行通信中，发送端需要将要发送的数据按照一定的格式进行编码，并通过串行方式发送出去。
接收端则需要将接收到的数据进行解码并按照相应的格式进行处理。
并行输入串行输出移位寄存器原理
并行输入串行输出移位寄存器原理以并行输入串行输出移位寄存器原理为标题，下面将详细介绍该原理及其应用。
移位寄存器是一种常用的数字电路元件，可以实现数据的平行输入和串行输出。
它由多个触发器组成，每个触发器都可以存储一个位的信息。
在并行输入时，数据可以同时输入到每个触发器中，而在串行输出时，触发器之间的数据按照一定的顺序传递，从而实现数据的移位。
在移位寄存器中，最常见的是串行输入并行输出的移位寄存器，即数据按照一位一位的顺序输入到移位寄存器中，而输出则可以同时输出多个位的数据。
这种移位寄存器的应用非常广泛，例如在串行通信中，可以使用移位寄存器将并行数据转换为串行数据进行传输，而在显示器中，也可以使用移位寄存器逐行扫描显示像素点。
移位寄存器的工作原理基于触发器的特性。
触发器是一种存储状态的元件，它可以根据时钟信号的变化来改变输出状态。
在移位寄存器中，触发器之间通过时钟信号进行串行数据传输。
当时钟上升沿到来时，触发器将其输入数据更新到输出中，并将原来的输出传递给下一个触发器，从而实现数据的移位。
在移位寄存器中，有两种常见的触发器，分别是D触发器和JK触发器。
D触发器是最简单的触发器，它有一个数据输入端D和一个时钟输入端CLK，当时钟信号发生变化时，D触发器将D端的数据更新到输出端Q中。
而JK触发器是一种更复杂的触发器，它有两个数据输入端J和K，以及一个时钟输入端CLK。
当时钟信号发生变化时，JK触发器根据J和K的值来更新输出端Q。
通过组合不同类型的触发器，可以构建出不同类型的移位寄存器，满足不同的应用需求。
除了串行输入并行输出的移位寄存器外，还有并行输入串行输出的移位寄存器。
这种移位寄存器可以同时输入多个位的数据，并将其串行输出。
在这种移位寄存器中，每个触发器都有一个数据输入端，当时钟信号发生变化时，触发器将输入端的数据更新到输出端，并将原来的输出传递给下一个触发器。
通过这种方式，多个位的数据就可以按照一定的顺序进行移位输出。
利用串行口扩展并行口
LOOP2:
MOV R7,#230
DJNZ R7,$
DJNZ R6,LOOP2
DJNZ R5,LOOP1
RET
TAB:
DB
11111110B
DB
11111101B
DB
11111011B
DB
11110111B
DB
11101111B
DB
11011111B
;流水花样数据表
DB
10111111B
DB
CLR P1.0 MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI SETB P1.0 ACALL DELAY INC DPTR CJNE A,#0FFH,L1 DELAY: MOV R5,#20 LOOP1: MOV R6,#20
;关闭并行输出 ;开始串行输出 ;等待8位数据输出完毕 ;8位数据输出完毕，TI标志置0，准备下次输出 ;打开并行口输出 ;调用延时子程序 ;数据指针加1 ;判断流水花样是否结束 ;延时子程序
器。 引脚1为控制端，这里设置与P1.0相连。若STB=0，则
8位并行数据输出关闭，但允许串行数据从DATA输入；若 STB=1，则DATA输入端关闭，但允许8位数据并行输出；
引脚2为数据输入端（DATA）与单片机的RXD端相连； 引脚3为同步脉冲输入端（CLK）与单片机的TXD端相 连。
—4—
软件设计
01111111B
DB
10111111B
DB
11011111B
DB
11111011B
DB
11111101B
DB
11111110B
DB
0FFH
0FFH END
—7—
;流水花样结束标志
移位寄存器的串行扩展技术
移位寄存器的串行扩展技术编者按：移位寄存器的串行扩展技术是单片机串行口扩展的一种常用方法。
对于ＭＣＳ－５１系列单片机而言，将串口置为工作方式０，串口便工作在移位寄存器方式下了。
此时，单片机的ＲＸＤ口作串行数据的发送／接收口，ＴＸＤ口作移位脉冲输出口。
利用单片机串口的这一特性，可以十分方便地扩展Ｉ／Ｏ口线，本文便是一例。
通过本例，读者除了可以加深对串口工作方式０的理解外，还可以举一反三，将之用于其他需要进行Ｉ／Ｏ口扩展的场合，比如用串口扩展键盘等。
遥控数码报时闹钟ＣＤ４０９４是带输出锁存和三态控制的串入／并出高速转换器，具有使用简单、功耗低、驱动能力强和控制灵活等优点。
ＣＤ４０９４的引脚定义如图１。
其中{1}脚为锁存端，{2}脚为串行数据输入端，{3}脚为串行时钟端。
{1}脚为高电平时，８位并行输出口Ｑ１～Ｑ８在时钟的上升沿随串行输入而变化；{1}脚为低电平时，输出锁定。
利用锁存端可方便地进行片选和级联输出控制。
{15}脚为并行输出状态控制端，{15}脚为低电平时，并行输出端处在高阻状态，在用ＣＤ４０９４作显示输出时，可使显示数码闪烁。
{9}脚ＱＳ、{10}脚Ｑ′Ｓ是串行数据输出端，用于级联。
ＱＳ端在第９个串行时钟的上升沿开始输出，Ｑ′Ｓ端在第９个串行时钟的下降沿开始输出。
当ＣＤ４０９４电源为５Ｖ时，输出电流大于３．２ｍＡ，灌电流为１ｍＡ。
串行时钟频率可达２．５ＭＨｚ。
１．ＣＤ４０９４作静态ＬＥＤ显示驱动器图２为用ＣＤ４０９４作驱动器的三位数码管静态显示电路略图。
单片机串口工作在方式０，即移位寄存器方式。
输出数据首先送到ＩＣ１，第二次输出的数据移至ＩＣ１时，先前输出数据则移到ＩＣ２，依此类推。
输出三次后，在ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３的Ｑ１～Ｑ８口分别得到数据３、数据２、数据１。
程序如下：（ＤＩＳＰ为显示子程序）．．．．．．．．．．．．．．．．．．ＭＯＶＳＣＯＮ，＃００Ｈ；置串口为方式０．．．．．．．．．．．．．．．．．．ＤＩＳＰ：ＣＬＲＰ３．７；输出锁存ＭＯＶＲ０，＃３３Ｈ；显示值送３３Ｈ、３４Ｈ、３５ＨＭＯＶＲ７，＃０３Ｈ；置数码管个数３ＬＰ：ＭＯＶＡ，＠Ｒ０ＭＯＶＤＰＴＲ，＃ＴＡＢ；置字段码表首址ＭＯＶＣＡ，＠Ａ＋ＤＰＴＲ；查字段码表ＭＯＶＳＢＵＦ，Ａ；送字段码JＮＢＴＩ，$ ；等待传送结束ＣＬＲＴＩ；清串行中断标志ＩＮＣＲ０；显缓区地址加１ＤＪＮＺＲ７，ＬＰ；显示数码是否取完？ＳＥＴＢＰ３．７；允许输出显示ＮＯＰＣＬＲＰ３．７；输出锁存ＲＥＴＴＡＢ：ＤＢ３ＦＨ，０６Ｈ，５ＢＨ，４ＦＨ，６６Ｈ，６ＤＨ，７ＤＨ，０７Ｈ，７ＦＨＤＢ６ＦＨ，００Ｈ说明：在串行口不作为其他使用，且显示的更新速度很低时，ＳＴＲＯＢＥ端可以始终接高；也可将Ｐ３．７口接到ＣＤ４０９４的{15}脚，从Ｐ３．７口输出一定频率的脉冲，使显示闪烁。
串行口的扩展及74LS164的应用
串行口扩展应用摘要：本文主要是单片机串行口在方式0下发送数据，外接一片8位串行输入并行输出的同步移位芯片——74LS164。
通过开关控制相应的LED灯亮灭。
关键字：单片机74LS164 串行口74LS164介绍：8 位移位寄存器（串行输入，并行输出）电特性的典型值如下：型号fm Pn54/74164 36MHz 185mW54/74LS164 36 MHz 80mW当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。
串行数据输入端（A，B）可控制数据。
当A、B 任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0 为低电平。
当A、B有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK 上升沿作用下决定Q0 的状态。
引出端符号CLOCK 时钟输入端CLEAR 同步清除输入端（低电平有效）A，B 串行数据输入端QA－QH 输出端极限值电源电压 (7V)输入电压………………………………… 5.5V工作环境温度54LS164…………………………………… -55～125℃74LS164…………………………………… -0～70℃储存温度…………………………………… -65℃～150℃74LS164是八位并出串行移位寄存器.功能是将数据串行移入,并行输出.P!4=VCC,P7=GND.P1=A,P2=B,两脚是数据串行移入口. P8=时钟. P9=清除.P3=QA,P4=QB,P5=QC,P6=QD,P10=QE,P11=QF,P12=QG,P13=QH是并行输出口.下图为74LS164与数码管的连接图。
1.系统分析（1）要求：通过开关控制相应的LED灯的亮灭。
（2）根据：MCS-51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口：RXD/ P3.0 ，TXD/P3.5，可同时发送和接收数据。
发送和接收数据均可工作在查询方式和中断方式，使用十分灵活，可很方便地与其它计算机或串行传送信息的设备实现双机、多机通信。
第八章 AT89C51串行扩展技术(2)
引脚地址备注
3位数字引脚地址A2A1A0 3位数字引脚地址A2A1A0 3位数字引脚地址A2A1A0 3位数字引脚地址A2A1A0 2位数字引脚地址A2A1 1位数字引脚地址A2 无引脚地址，A2A1A0悬空处理 3位数字引脚地址A2A1A0 3位数字引脚地址A2A1A0 2位数字引脚地址A1A0 1位数字引脚地址A0 1位数字引脚地址A0 3位数字引脚地址A2A1A0 1位数字引脚地址A0
WRNB: MOV WRNB0:LCALL MOV LCALL LCALL JB MOV WRDA: MOV LCALL LCALL JB INC DJNZ LCALL RET
§8-1
串行扩展概述
一、串行扩展特点
⑴ 最大程度发挥最小系统的资源功能。 原来由并行扩展占用的P0口、P2口资源，直 接用于I/O口。 ⑵ 简化连接线路，缩小印板面积。 ⑶ 扩展性好，可简化系统的设计。 ⑷ 串行扩展的缺点: 数据吞吐容量较小，信号传输速度较慢，但 随着CPU芯片工作频率的提高，以及串行扩展芯片 功能的增强，这些缺点将逐步淡化。
4、89C51 移位寄存器串行扩展
89C51的UART(Universal Asynohronous Receiver/Transmitter)有4种工作方式，其中方 式0为同步移位寄存器工作方式，通过移位寄存 方式，可将串行数据并行输出，也可以将并行数 据串行输入。
三、虚拟串行扩展概念
用通用I/O口来模拟串行接口，构成虚拟的 串行扩展接口。只要严格控制模拟同步信号， 并满足串行同步数据传送的时序要求，就可满 足串行数据传送的可靠性要求。
5、I2C总线时序
一次完整的数据传送过程应包括：起始（S）、 发送寻址字节（SLA R/W）、应答、发送数据、应 答、…、发送数据、应答、终止（P）。
串行移位寄存器的工作原理
串行移位寄存器的工作原理串行移位寄存器（Serial Shift Register）是一种用于实现数据存储、数据移位和数据传输的重要数字电路。
它可以将输入的数据逐位（或逐组）地移入寄存器中，并将寄存器中的数据逐位（或逐组）地移出，从而实现数据的移位和传输。
串行移位寄存器的基本结构主要由若干个触发器组成，通常采用D触发器。
这些触发器按照一定的规则串联连接在一起，构成一个移位寄存器。
常见的串行移位寄存器有平行输入和串行输出、串行输入和并行输出、串行输入和串行输出等不同类型。
典型的串行移位寄存器包括四位移位寄存器，例如74LS194、它具有四个串行输入、进入到四个D触发器中；同时具有一个并行数据输入、进到D触发器中；有一个并行数据输出、由四个D触发器并行输出；对于每个D触发器，还有一个更具选择逻辑确定其同时清零或串行输入计数信号，以及一个读写允许输入。
此外，还有时钟输入、移位方向选择、输出方式选择等使得这个寄存器变成一个功能全面的器件。
1.数据输入：将需要存储的数据输入到串行移位寄存器中。
输入数据可以是并行输入，也可以是串行输入。
2.数据存储：将输入的数据按照一定的规则存储到寄存器中。
寄存器可以由多个触发器组成，每个触发器储存一个数据位。
3.数据移位：通过时钟信号的控制，按照一定的顺序将寄存器中的数据逐位移动到下一个触发器中，实现数据的移位操作。
4.数据输出：将移位后的数据输出，可以是并行输出，也可以是串行输出。
5.重复操作：通过不断的输入数据、存储数据、移位数据和输出数据的过程，可以实现连续的数据存储、移位和输出。
串行移位寄存器可以用于很多应用，例如数据传输、数据存储、数字信号处理等。
在数据传输中，将数据从一个地方传输到另一个地方时，可以使用串行移位寄存器将数据按位移入，再按位移出，实现数据的传输功能。
在数据存储中，可以使用串行移位寄存器将数据逐位存储到寄存器中，实现数据的暂存功能。
在数字信号处理中，可以使用串行移位寄存器对数字信号进行分析和处理。
单片机总结2串行移位寄存器
串行移位寄存器-------164与595总结人：孟令军时间：2014/5/14学习在于总结,学习贵于交流__欢迎交流QQ:130078047974hc164芯片——串行移位寄存器1）8 位串入、并出移位寄存器2）74HC164、74HCT164 是高速硅门CMOS 器件，与低功耗肖特基型TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。
3）引脚介绍：DSA 与DSB：74HC164、74HCT164 是8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。
数据通过两个输入端（DSA 或DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。
两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空（切记）。
时钟(CP)：时钟(CP) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0 是两个数据输入端（DSA 和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。
主复位(MR)：主复位(MR) 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。
4）程序书写：ck一般代表时钟，for(j=0;j<8;j++){ck=0;A=i&0x80;ck=1;i<<=1;};74hc595芯片——串行移位寄存器1）74HC595 是具有8 位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能（三态输出：就是具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态的门电路。
注意：清空移位寄存器时，并行输出为高阻状态）。
移位寄存器和存储器是分别的时钟。
数据在SHcp 的上升沿输入到移位寄存器中，在STcp的上升沿输入到存储寄存器中去。
如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。
2）移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8 位的，具备三态的总线输出，当使能OE 时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。
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移位寄存器的串行扩展技术
编者按：移位寄存器的串行扩展技术是单片机串行口扩展的一种常用方法。
对于ＭＣＳ－５１系列单片机而言，将串口置为工作方式０，串口便工作在移位寄存器方式下了。
此时，单片机的ＲＸＤ口作串行数据的发送／接收口，ＴＸＤ口作移位脉冲输出口。
利用单片机串口的这一特性，可以十分方便地扩展Ｉ／Ｏ口线，本文便是一例。
通过本例，读者除了可以加深对串口工作方式０的理解外，还可以举一反三，将之用于其他需要进行Ｉ／Ｏ口扩展的场合，比如用串口扩展键盘等。
遥控数码报时闹钟
ＣＤ４０９４是带输出锁存和三态控制的串入／并出高速转换器，具有使用简单、功耗低、驱动能力强和控制灵活等优点。
ＣＤ４０９４的引脚定义如图１。
其中{1}脚为锁存端，{2}脚为串行数据输入端，{3}脚为串行时钟端。
{1}脚为高电平时，８位并行输出口Ｑ１～Ｑ８在时钟的上升沿随串行输入而变化；{1}脚为低电平时，输出锁定。
利用锁存端可方便地进行片选和级联输出控制。
{15}脚为并行输出状态控制端，{15}脚为低电平时，并行输出端处在高阻状态，在用ＣＤ４０９４作显示输出时，可使显示数码闪烁。
{9}脚ＱＳ、{10}
脚Ｑ′Ｓ是串行数据输出端，用于级联。
ＱＳ端在第９个串行时钟的上升沿开始输出，Ｑ′Ｓ端在第９个串行时钟的下降沿开始输出。
当ＣＤ４０９４电源为５Ｖ时，输出电流大于３．２ｍＡ，灌电流为１ｍＡ。
串行时钟频率可达２．５ＭＨｚ。
１．ＣＤ４０９４作静态ＬＥＤ显示驱动器
图２为用ＣＤ４０９４作驱动器的三位数码管静态显示电路略图。
单片机串口工作在方式０，即移位寄存器方式。
输出数据首先送到ＩＣ１，第二次输出的数据移至ＩＣ１时，先前输出数据则移到ＩＣ２，依此类推。
输出三次后，在ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３的Ｑ１～Ｑ８口分别得到数据３、数据２、数据１。
程序如下：（ＤＩＳＰ为显示子程序）
．．．．．．．．．．．．．．．．．．
ＭＯＶＳＣＯＮ，＃００Ｈ；置串口为方式０
．．．．．．．．．．．．．．．．．．
ＤＩＳＰ：ＣＬＲＰ３．７；输出锁存
ＭＯＶＲ０，＃３３Ｈ；显示值送３３Ｈ、３４Ｈ、３５Ｈ
ＭＯＶＲ７，＃０３Ｈ；置数码管个数３
ＬＰ：ＭＯＶＡ，＠Ｒ０
ＭＯＶＤＰＴＲ，＃ＴＡＢ；置字段码表首址
ＭＯＶＣＡ，＠Ａ＋ＤＰＴＲ；查字段码表
ＭＯＶＳＢＵＦ，Ａ；送字段码
JＮＢＴＩ，$ ；等待传送结束
ＣＬＲＴＩ；清串行中断标志
ＩＮＣＲ０；显缓区地址加１
ＤＪＮＺＲ７，ＬＰ；显示数码是否取完？
ＳＥＴＢＰ３．７；允许输出显示
ＮＯＰ
ＣＬＲＰ３．７；输出锁存
ＲＥＴ
ＴＡＢ：ＤＢ３ＦＨ，０６Ｈ，５ＢＨ，４ＦＨ，６６Ｈ，６ＤＨ，７ＤＨ，０７Ｈ，７ＦＨ
ＤＢ６ＦＨ，００Ｈ
说明：在串行口不作为其他使用，且显示的更新速度很低时，ＳＴＲＯＢＥ端可以始终接高；也可将Ｐ３．７口接到ＣＤ４０９４的{15}脚，从Ｐ３．７口输出一定频率的脉冲，使显示闪烁。
２．ＣＤ４０９４作ＬＥＤ动态显示驱动器
用一片ＣＤ４０９４作段驱动，一片ＣＤ４０９４作位驱动，驱动８位带小数点的数码管（见图３）。
程序如下：（ＤＩＳＰ为显示子程序）
ＭＯＶＳＣＯＮ＃００Ｈ；置串口为方式０
……
ＤＩＳＰ：ＣＬＲＰ３．７；输出锁存
ＭＯＶＲ０，＃３０Ｈ；显缓区首址送Ｒ０
ＭＯＶＲ４，＃０８Ｈ；置数码管个数为８
ＭＯＶＲ５，＃０ＦＥＨ；送位码初值
ＬＰ：ＭＯＶＡ，Ｒ５；取位码
ＭＯＶＳＢＵＦ，Ａ；送位码
ＪＮＢＴ１；等待传送结束
ＣＬＲＴ１；清串行中断标志
ＭＯＶＡ，＠Ｒ０；取段码
ＭＯＶＤＰＴＲ，＃ＴＡＢ；置段码表首址
ＭＯＶＣＡ，＠Ａ＋ＤＰＴＲ；查段码表
ＭＯＶＳＢＵＦ，Ａ；送段码
ＪＮＢＴ１；等待传送结束
ＣＬＲＴ１；清串行中断标志
ＳＴＢＰ３．７；允许输出显示
ＬＣＡＬＬＤＥＬ；延时１ｍｓ
ＭＯＶＡ，Ｒ５；取位码
ＲＬＡ；位码左移一位
ＭＯＶＲ５，Ａ
ＩＮＣＲ０；显缓区地址加１
ＣＬＲＰ３．７；输出锁存
ＤＪＮＺＲ４，ＬＰ；８位显示完否？
ＲＥＴ
ＤＥＬ：ＭＯＶＲ７，＃０２Ｈ；延时１ｍｓ（ｆosc＝１２ＭＨｚ）
ＤＬ：ＭＯＶＲ６，＃０Ｆ８Ｈ
ＤＪＮＺＲ６，$
ＤＪＮＺＲ７，ＤＬ
ＲＥＴ
ＴＡＢ：ＤＢ３ＦＨ，０６Ｈ，５ＢＨ，４ＦＨ，６６Ｈ，６ＤＨ，７ＤＨ，０７ＨＤＢ７ＦＨ，６ＦＨ。