Последовательные регистры выполняют сдвиг информации, хранившейся в i разряде, в (i+1) разряд (сдвиг вправо) или в (i-1) разряд (сдвиг влево). Для построения могут использоваться только триггеры с динамическим управлением записью или двухступенчатые синхронные триггеры со статическим управлением. Это связано с тем, что в каждом i-разряде регистра одновременно происходит передача и запись новой информации.
Функциональная схема последовательного n-разрядного сдвигающего регистра на D-триггерах с динамическим управлением записью и ее УГО представлены ниже:
Схема сдвигает вправо на один разряд. Сдвиг влево на один разряд реализуется аналогично – достаточно изменить направление связей между триггерами, подключая выход D-триггера i-разряда к входу триггера i-1 разряда (соседнего слева). В общем случае можно построить регистр со сдвигом на любое (фиксированное или настраиваемое) количество разрядов. Рассмотрим работу приведенной схемы сдвигающего регистра на примере временной диаграммы.
В начальный момент времени на всех выходах регистра логический ноль, обусловленный активным уровнем сигнала на входе R. Далее, в отсутствии сигнала на входе R, и при низком уровне сигнала на синхронизирующем входе все разряды регистра находятся в режиме хранения. Хранящееся значение с выхода i-разряда передается на вход триггера в i+1-разряде. В момент активного (в данном случае переднего) фронта сигнала на синхронизирующем входе каждый из триггеров устанавливается в состояние, соответствующее действовавшему на входе D сигналу. В результате информация в регистре оказывается сдвинутой вправо на один разряд. В следующем такте эта информация окажется сдвинутой еще на один разряд и т.д.
При построении сложных схем могут использоваться последовательные регистры со сдвигом как влево, так и вправо. Такие регистры называют реверсивными. Пример функциональной схемы трехразрядного реверсивного регистра на основе D-триггеров с динамическим управлением записью приведен ниже:
Временная диаграмма поясняет работу схемы, при VL =0, VR=1 регистр выполняет сдвиг вправо, а при.VL =1, VR=0 – влево. (Комбинация управляющих сигналов VL =VR=1 запрещена).