串口外接的移位寄存器有兩種，一種是“串行輸入／并行輸出移位寄存器”(如：741一S164),，另一種是“并行輸入／串行輸出”移位寄存器(如： 74LS165),。通過寄存器的名稱就可以看出“串行輸入／并行輸出移位寄存器”是用于串口擴展并行輸出接口，“并行輸入／串行輸出”是用于串口擴展并行輸入接口,。
  
    圖1(a)是串行輸入／并行輸出移位寄存器74LS164的管腳排列圖,。其功能表見表1所示,。74LS164有兩個串行數(shù)據(jù)A、B輸入端,，使用時一般把它們連在一起,；麗為清零輸入端，低電平有效,，當該端加入低電平時,，寄存器輸出Q0～Q7全為低電平。在正常情況下,，清零輸入端接高電平,當CP信號上升沿到來時,，數(shù)據(jù)從A、B端輸入并右移一位,； Q0～Q7為并行數(shù)據(jù)輸出端,，同時Q7端也是串行數(shù)據(jù)輸出端，對于串行輸入的數(shù)據(jù),，最先輸入的從Q7輸出,，最后進入的從Q0輸出。CP為移位脈沖,。
  
    圖1(b)是另一種常用的“并行(串行)輸入／串行輸出”移位寄存器74LS165的管腳排列圖。該器件的功能表見表2,。該器件能在一個信號的控制下并行置入一個8位數(shù)據(jù),，然后在時鐘脈沖的作用下逐位移出，也能使數(shù)據(jù)從另外一個引腳串行輸入,。在圖1(b)中,，DO～D7是并行數(shù)據(jù)輸入端。S／L端是控制信號輸入端,，當為高電平時,，具有移位功能；當為低電平時,，將DO～D7端的數(shù)據(jù)置入到內(nèi)部的移位寄存器保存,。CP端為時鐘(即移位脈沖)輸入端，當S／L= 1時,，CP端的每一次正跳變,，都會使已存入內(nèi)部的數(shù)據(jù)DO～D7從Q7端移出一位，移位的順序是D7最先從Q7端移出,，Q0最后從Q7端移出,。CI端為時鐘脈沖禁止端，當該端為低電平時,，時鐘信號(移位脈沖)不能進入,，正常工作時必須接高電平,。S1為串行數(shù)據(jù)輸入端，在S／L=1時,，SI端的數(shù)據(jù)在CP脈沖上升沿作用下置入Q0,，因此，當CP脈沖上升沿到來時內(nèi)部的數(shù)據(jù)DO～D7從Q7端移出一位同時外部數(shù)據(jù)通過SI移入一位,，當經(jīng)過8次CP上升沿后 DO～D7這8個數(shù)據(jù)就全部通過Q7輸出,，而內(nèi)部的DO～D7全部更新為通過SI的輸入的信號。例如：如果SI外接電源電壓,，那么當CP上升沿到來時,，Q7會移出一位數(shù)據(jù)，而S1會移入一個“1”,，當經(jīng)過8個上升沿后,，原先置入的DO～D7全被移出，內(nèi)部的Q0～Q7全被更新為 “1”,。如果CP上升沿再次到來時,，輸出的就是“1”。因此當8個輸入數(shù)據(jù)都通過Q7輸出后,，如果還想輸入就再次必須置入新的數(shù)據(jù),。
  

        在串口擴展中最常用的就是基于串口的LED數(shù)碼管顯示電路,。在單片機應用系統(tǒng)中,，LED數(shù)碼管的顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的I／O接口用于筆劃段字形代碼,。這樣單片機只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路,，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時,再發(fā)送新的字形碼,，因此,，使用這種方法單片機中CPU的開銷小?？梢蕴峁﹩为氭i存的I／O接口電路很多,，常用的就是通過串口外接串并轉(zhuǎn)換器74LS164，擴展并行的I／O口,。需要幾個數(shù)碼管就擴展幾個并行接口,，數(shù)碼管直接接在74LS164的輸出腳上，單片機通過串口將要顯示數(shù)據(jù)的字形碼逐一的串行移出至74LS164的輸出腳上數(shù)碼管就可以顯示相應的數(shù)字,。
如圖3所示：

   1. 硬件設計
  
    單片機AT89C2051的串口外接1片74LS164作為LED顯示器的靜態(tài)顯示接口,，把AT89C2051的RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時鐘脈沖,。Q0-Q7(第3—6和10—13引腳)并行輸出端分別接LED顯示器的DP---A各段對應的引腳上,。圖中采用的是共陰極數(shù)碼管，因而各數(shù)碼管的公共極接電源GND,，要顯示某字段則相應的移位寄存器74LS164的輸出線必須是高電平,。P1口接8個按鍵，分別編號為KEY1--KEY8,。當某個按鍵按下時,。某個數(shù)就顯示在數(shù)碼管上。
  
    2. 軟件設計
  
    軟件設計流程圖如圖4所示,。圖(a)為主程序流程圖，圖(b)為顯示子程序流程圖,。
  
    開機時,，初始化數(shù)碼管，通過串口將“0”的字形碼輸出使數(shù)碼管顯示“O”,。然后判斷P1口是否有鍵按下,，如果沒鍵按下繼續(xù)判斷。
  
    當確認有鍵按下后單片機將P1口的值賦給累加器A,，由于按鍵沒被按下時是低電平,，被按下后為高電平因此判斷A中哪一位為高電平就能得出哪個按鍵被按下。將此按鍵的編號讀入顯示緩沖區(qū)65H中,，然后調(diào)用顯示子程序?qū)存I編碼顯示在數(shù)碼管上,。這樣程序就完成了一次的執(zhí)行過程。