Según se aplica a los circuitos digitales, un registro de desplazamiento es una serie de flip-flops basados en la sincronización del reloj secuencial. Los flip-flops facilitan el movimiento de datos de entrada a salida utilizando lógica secuencial. Se utiliza un reloj, en forma de onda repetida en un patrón cuadrado, para sincronizar cómo viajan los datos a través de los registros de desplazamiento, creando un breve retraso en la transmisión de una señal digital. Muy a menudo, los registros de desplazamiento de diferentes longitudes se utilizan para convertir datos en paralelo en serie, pero también se pueden utilizar para el flujo de datos en microprocesadores o para convertir datos analógicos en digitales y viceversa.
Los registros de cambio son circuitos de alta velocidad. Principalmente, un registro de desplazamiento mueve bits de datos hacia la izquierda o hacia la derecha a lo largo de un circuito, dependiendo de la estructura específica del circuito. En su forma más simple, un registro de desplazamiento toma datos en la primera etapa y desplaza bits una etapa hacia la izquierda o hacia la derecha cuando el reloj indica la necesidad de un avance de datos. Los registros se identifican por el número de ranuras de almacenamiento temporal disponibles después de cada etapa entre la entrada y la salida. Las ranuras de almacenamiento temporal permiten que un registro de desplazamiento retrase las señales de datos hasta que el reloj indique el avance de datos apropiado. Un registro de 8 bits, por ejemplo, tiene ocho etapas y, por lo tanto, ocho ranuras de almacenamiento temporal para bits en una cadena de datos.
Estructuralmente, hay cinco tipos básicos de registros de turnos. Los registros de desplazamiento de entrada / salida en serie y de entrada / salida en paralelo universal facilitan la entrada y salida de datos en forma de serie o en paralelo, respectivamente, sin necesidad de conversiones. La entrada / salida en paralelo se refiere a los registros de desplazamiento que procesan las entradas de transmisión de datos en paralelo y convierten dichas transmisiones en salidas en forma de serie. Los registros de desplazamiento de entrada / salida en paralelo son casi idénticos a los de entrada / salida en paralelo, con la excepción de los datos de entrada en forma de serie convertidos a salida de forma paralela.
Un contador de anillo es un tipo de estructura de registro de desplazamiento que presenta patrones de datos recirculantes o repetidos. Cuando un registro de desplazamiento completa el procesamiento de una cadena de datos y retroalimenta la última etapa a la etapa inicial de entrada de datos, se produce un patrón circular. Los contadores de anillo se utilizan cuando se requiere una función específica en un patrón de repetición establecido. Por ejemplo, una pantalla LED configurada para repetir las pantallas elegidas podría usar una estructura de contador de anillo para el registro de desplazamiento de modo que la salida se repita en un pulso de reloj predeterminado.
Durante los primeros días de las computadoras, se utilizó un registro de desplazamiento con varios cientos de etapas para la memoria de la computadora. El uso de registros de turnos reemplazó las líneas de retardo de mercurio, acelerando el procesamiento de datos y permitiendo componentes y periféricos de computadora más pequeños. Hoy en día, los registros de desplazamiento como memoria primaria de la computadora se consideran anticuados. Las placas de circuitos, sin embargo, aún cuentan con registros de desplazamiento para reducir la cantidad de cableado necesario, especialmente en controladores de pantalla, convertidores de digital a analógico y memoria de datos en serie.