74LS76 Dual JK Flip-Flop

De 74LS76 Dual JK Flip-Flop is een kleine maar veel gebruikte elektronische component in digitale circuits.Het wordt vaak gebruikt in systemen die toestanden en timing aan/uit moeten beheren.Deze chip bevat twee JK-flip-flops, die circuits zijn die een enkel beetje gegevens kunnen bevatten en regelen (A 0 of A 1).In deze handleiding zullen we een gedetailleerde blik werpen op hoe de 74LS76 werkt, de pin -lay -out en hoe deze wordt gebruikt in verschillende soorten elektronica, zoals tellers en geheugeneenheden.Tegen het einde zul je een duidelijk begrip hebben van hoe deze chip in verschillende digitale projecten past en hoe het helpt de gegevensstroom te beheersen.

Catalogus

Figuur 1: 74LS76 Dual JK Flip-Flop Chip

Wat is de 74LS76?

De 74LS76 is een kleine elektronische chip die twee JK-flip-flops bevat.Een flip-flop is een type digitaal circuit dat kan schakelen tussen twee toestanden, wat betekent dat het een beetje gegevens kan opslaan (een 0 of een 1).Flip-flops zijn nuttig in veel digitale systemen omdat ze helpen bij het beheersen en onthouden van informatie.De 74LS76 wordt vaak gebruikt in systemen waar het belangrijk is om binaire (aan/uit) toestanden te beheren, vooral wanneer timing wordt geregeld door een kloksignaal.

Inputs en uitgangen

Elk van de twee JK-flip-flops in de 74LS76 heeft verschillende ingangen (signalen die u geeft) die bepalen hoe het werkt: J, K, Clock Pulse (CP), Direct Set (S) en Direct Clear (R).Met deze ingangen kan de chip veel verschillende taken in digitale systemen uitvoeren.

J- en K -ingangen -Deze ingangen beslissen wat de flip-flop zal doen wanneer deze een kloksignaal krijgt.De J-invoer maakt de flip-flop "set", wat betekent dat deze wordt ingeschakeld (of naar 1 gaat).De K -invoer zorgt ervoor dat het "reset", wat betekent dat deze zal worden uitgeschakeld (of naar 0 gaat).Als beide J en K zijn ingeschakeld (1), schakelt de flip-flop over naar de tegenovergestelde toestand-als deze werd ingeschakeld, wordt deze uitgeschakeld en als het uit was, wordt deze ingeschakeld.

Klokinvoer (CP) - De klokinvoer regelt wanneer de flip-flop naar de J- en K-ingangen kijkt en beslist of de status moet worden gewijzigd.In de 74LS76 kan de flip-flop zijn status veranderen wanneer het kloksignaal omhoog gaat (van laag naar hoog) of naar beneden gaat (van hoog naar laag), afhankelijk van hoe het is opgezet.Dit maakt de chip goed voor het werken met timing in digitale systemen.

Directe set (s) en direct wissen (r) - Met deze ingangen kan de flip-flop de uitvoer rechtstreeks instellen zonder op de klok te wachten.De input van de vooraf ingestelde (s) zorgt ervoor dat de flip-flop onmiddellijk wordt ingeschakeld (1), terwijl de heldere (r) ingang deze doet uitschakelen (0).Deze bedieningselementen zijn nuttig om het systeem snel te resetten of te starten zonder dat het kloksignaal nodig is om de wijzigingen te activeren.

PIN -configuratie van 74LS76

Afbeelding 2: PIN -configuratie van 74LS76

De 74LS76 is een populair geïntegreerd circuit dat twee JK-flip-flops bevat, elk met specifieke pennen om de bewerkingen te regelen.Hieronder is een eenvoudige uitleg van wat elk van de 16 pins op deze chip doet.

• Pin 1 (1 CLK): Deze pin is de klokinvoer voor de eerste flip-flop.Wanneer het signaal verbonden met deze pin van hoog naar laag verandert, veroorzaakt het een verandering in de toestand van de flip-flop.

• Pin 2 (1 pre '): Dit is de vooraf ingestelde pin voor de eerste flip-flop.Als deze pin wordt geactiveerd (laag ingesteld), dwingt deze de output van de flip-flop om hoog te worden.

• Pin 3 (1 CLR '): Dit is de heldere pin voor de eerste flip-flop.Wanneer deze pin wordt geactiveerd (laag ingesteld), reset deze de uitgang van de flip-flop, waardoor deze laag is.

• Pin 4 (1J): Dit is de J-input voor de eerste flip-flop.Het werkt met de K-ingang (pin 16) om te bepalen hoe de flip-flop gedraagt ​​tijdens de klokcyclus.

• Pin 5 (VCC): Dit is waar de voeding is verbonden.Meestal vereist de chip een 5-volt voorraad om goed te werken.

• Pin 6 (2 CLK): Deze pin is de klokinvoer voor de tweede flip-flop, die op dezelfde manier werkt als pin 1 doet voor de eerste flip-flop.Een signaal dat van hoog naar lage triggers gaat, een toestandsverandering in de tweede flip-flop.

• Pin 7 (2 pre '): Deze pin stelt de uitgang van de tweede flip-flop in op hoog wanneer geactiveerd (laag ingesteld).

• Pin 8 (2 CLR '): Dit is de heldere pin voor de tweede flip-flop.Wanneer het wordt geactiveerd (laag ingesteld), reset het de uitgang laag.

• Pin 9 (2J): De J-invoer voor de tweede flip-flop.Net als de J-invoer voor de eerste flip-flop, werkt dit samen met de K-ingang om het gedrag van de flip-flop tijdens de klokcyclus te regelen.

• Pin 10 (2q '): Dit is de omgekeerde (tegenovergestelde) uitgang van de tweede flip-flop.Het geeft de tegenovergestelde waarde van de reguliere uitvoer.

• Pin 11 (2Q): Dit is de reguliere uitvoer van de tweede flip-flop.Het verandert status op basis van het kloksignaal en de waarden van de J- en K -ingangen.

• Pin 12 (2 K): Dit is de K-ingang voor de tweede flip-flop.Samen met de J-ingang (pin 9) bepaalt het wat er gebeurt met de flip-flop tijdens de klokcyclus.

• Pin 13 (GND): Deze pen verbindt op de grond, die de referentiespanning voor het circuit biedt.

• Pin 14 (1Q '): Dit is de omgekeerde (tegenovergestelde) uitgang voor de eerste flip-flop.Het biedt de tegenovergestelde waarde van de reguliere uitvoer.

• Pin 15 (1Q): Dit is de reguliere uitgang voor de eerste flip-flop.Het verandert op basis van het kloksignaal en de J- en K -ingangen.

• Pin 16 (1K): Dit is de K-ingang voor de eerste flip-flop, die werkt met de J-ingang (pin 4) om het gedrag van de flip-flop tijdens de klokcyclus te regelen.

Functies en specificaties van de 74LS76

De 74LS76 is een populair geïntegreerd circuit (IC) dat in veel digitale systemen wordt gebruikt, omdat het snelheid en een laag stroomverbruik combineert.Het maakt deel uit van de 74LS-familie, die bekend staat om zijn betrouwbare prestaties in op logica gebaseerde circuits.Laten we enkele van de belangrijkste kenmerken en specificaties van de 74LS76 nader bekijken en waarom het goed werkt in verschillende soorten circuits.

Werkspanning

De 74LS76 werkt goed met een spanningsbereik van 2 volt tot 6 volt.Dit bereik geeft het de mogelijkheid om in verschillende systemen te functioneren, vooral die welke werken op laag of gemiddeld vermogen.Veel digitale systemen, waaronder microcontrollers en andere soortgelijke circuits, gebruiken spanningen binnen dit bereik, zodat de 74LS76 gemakkelijk in die systemen past.

Ingangsspanningsniveaus

Er zijn twee belangrijke spanningspunten die de 74LS76 helpen beslissen of een signaal hoog of laag is:

Minimale ingangsspanning op hoog niveau: voor de 74LS76 om een ​​signaal zo hoog te lezen, moet de spanning ten minste 2 volt zijn.Dit betekent dat de IC alleen een hoog signaal herkent als de spanning op dit niveau of hoger is, zodat het signalen correct leest, zelfs als er lichte veranderingen in spanning zijn.

Maximale ingangsspanning op laag niveau: als de spanning 0,8 volt of minder is, leest de 74LS76 het signaal als laag.Dit helpt het IC het verschil te vertellen tussen een laag en hoog signaal, zelfs als het systeem kleine spanningsverschillen heeft.

Deze spanningsniveaus zorgen ervoor dat de 74LS76 de signalen die het ontvangt goed kan begrijpen, wat nuttig is in circuits waar de ingangsspanningen enigszins kunnen variëren.Het maakt de IC betrouwbaar voor het verwerken van digitale signalen en het werken met andere delen van het systeem.

Bedrijfstemperatuurbereik

De 74LS76 kan werken in een breed bereik van temperaturen, van zo koud als -55 ° C tot zo heet als 125 ° C.Hierdoor kan het worden gebruikt in systemen die kunnen worden blootgesteld aan extreme hitte of koude, zoals buitenapparatuur of machines die veel warmte genereren.Ongeacht de temperatuur, de 74LS76 kan zonder problemen blijven werken, waardoor het een goede keuze is voor zware omgevingen waar temperatuurveranderingen gebruikelijk zijn.

Pakkettypen

De 74LS76 wordt geleverd in verschillende verpakkingsopties, waaronder PDIP (plastic dual in-line pakket), GDIP (Glass Dual Inline-pakket) en PDSO (plastic kleine overzicht).Deze verschillende pakketten maken de 74LS76 flexibel voor verschillende toepassingen.PDIP is gemakkelijk te hanteren en wordt vaak gebruikt in vroege stadia van het bouwen van een circuit, omdat het goed past bij breadboards.PDSO daarentegen is compacter en wordt gebruikt in kleinere apparaten waar de ruimte beperkt is.Vanwege deze verpakkingsopties kan de 74LS76 worden gebruikt in veel verschillende soorten elektronische projecten en ontwerpen.

Hoe werkt de 74LS76 JK Flip-Flop?

Figuur 3: JK Flip-Flop timing

De 74LS76 bevat twee afzonderlijke JK-flip-flops en elk werkt op basis van de invoersignalen.De uitgang van de flip-flop, gelabeld als Q, wordt geregeld door de combinatie van J, K en het kloksignaal.De JK Flip-Flop kan zich zijn huidige status onthouden of wijzigen, afhankelijk van de ingangen.Laten we eens nader bekijken hoe het werkt.

JK Flip-Flop-functionaliteit

Figuur 4: JK Flip-Flop Truth Table

De JK Flip-Flop verandert zijn uitvoer op basis van de waarden van J en K op het moment dat een klokpuls optreedt.Het kloksignaal werkt als een trigger.Dit is wat er gebeurt met verschillende combinaties van J en K:

Wanneer j = 0 en k = 0: de uitgang blijft hetzelfde.Met andere woorden, Q verandert niet en bevat de waarde die het al had vóór de klokpuls.

Wanneer J = 0 en K = 1: de uitgang laag wordt, wat betekent dat Q is ingesteld op 0. Dit wordt een "Reset" genoemd, waarbij de flip-flop de uitgang naar 0 dwingt.

Wanneer J = 1 en K = 0: de uitgang hoog wordt, wat betekent dat Q is ingesteld op 1. Dit wordt een "set" genoemd, waarbij de flip-flop de uitgang naar 1 dwingt.

Wanneer j = 1 en k = 1: de uitgang schakelt naar de tegenovergestelde status.Dit betekent dat als Q eerder 1 was, het 0 wordt, en als het 0 was, wordt het 1. Dit proces wordt schakelen genoemd en het is vooral handig bij het maken van tellers.

Voorbeeld: 3-bits tellerontwerp

Figuur 5: 3-bits teller met 74LS76

Een veel voorkomend gebruik van de 74LS76 JK Flip-Flop is bij het maken van tellers.In een 3-bits teller zijn drie JK-flip-flops na elkaar verbonden en elke flip-flop vertegenwoordigt een bit van een binair getal.

In deze opstelling schakelt de eerste flip-flop elke keer dat de klokpuls optreedt.De tweede flip-flop verandert van status wanneer de eerste flip-flop schakelt van hoog naar laag.De derde flip-flop verandert wanneer de tweede schakelt, enzovoort.Op deze manier tellen de drie flip-flops van 000 naar 111 in binair, die de getallen 0 tot 7 in decimaal vertegenwoordigen.

Om ervoor te zorgen dat de flip-flops veranderen op het juiste moment, wordt een en poort vaak toegevoegd.Deze poort helpt de timing te regelen van wanneer de flip-flops veranderen, waardoor het telproces soepel verloopt.Zodra de flip-flops de binaire uitvoer genereren, kan deze worden weergegeven.Een BCD-naar-7-segment decoder zoals de 74LS48 kan bijvoorbeeld het binaire nummer omzetten in een indeling dat kan worden getoond op een display van 7 segment.

Toepassingen van 74LS76

Figuur 6: 74LS76 in een geheugencircuit

De 74LS76 is een nuttig JK Flip-Flop Integrated Circuit (IC) dat op grote schaal wordt gebruikt in verschillende soorten digitale circuits.De belangrijkste taak is om binaire gegevens (0S en 1s) op te slaan en zijn status vast te houden totdat nieuwe invoer die staat verandert.Hieronder staan ​​enkele van de belangrijkste manieren waarop de 74LS76 wordt toegepast in digitale systemen:

Shift -registers

In digitale circuits worden shift -registers gebruikt om gegevens van de ene plaats naar de andere in een specifieke volgorde te verplaatsen, meestal een beetje tegelijk.De 74LS76 is goed voor deze taak omdat de JK Flip-Flop-installatie elk beetje gegevens kan bevatten en verplaatsen wanneer het kloksignaal wordt gegeven.Deze mogelijkheid is nuttig in apparaten die gegevens van parallelle vorm (veel bits tegelijk) moeten converteren naar seriële vorm (een beetje per keer) of vice versa.In digitale communicatiesystemen moeten gegevens bijvoorbeeld vaak in een reeks worden verzonden en de 74LS76 helpt bij deze taak door bits correct via het circuit te verplaatsen.

Geheugen- en besturingsregisters

De 74LS76 wordt vaak gebruikt in computers en microprocessors als onderdeel van geheugen- en besturingsregisters.Deze registers werken als tijdelijke houdgebieden voor gegevens waarmee de processor momenteel werkt.Controlregisters bevatten informatie die de processor vertelt hoe hij moet werken of wat te doen, terwijl geheugenregisters gegevens opslaan die worden berekend of verwerkt.De 74LS76 werkt hier goed omdat het flip-flop-ontwerp het in staat stelt om gegevens op een stabiele manier op te slaan totdat de processor het nodig heeft.

Tellers

De 74LS76 wordt ook vaak gebruikt in tellers, die apparaten zijn die dingen tellen zoals het aantal pulsen uit een kloksignaal of het aantal gebeurtenissen in de loop van de tijd.Tellers worden gebruikt om apparaten te maken die timing beheren, frequenties meten of bijhouden hoe vaak iets plaatsvindt.De 74LS76 flip-flop verandert zijn status met elke klokpuls, waardoor hij naar boven of naar beneden kan tellen, afhankelijk van hoe deze is verbonden in het circuit.

Klikken

In sommige situaties is het noodzakelijk om een ​​specifiek stukje gegevens vast te houden totdat een nieuw opdracht of signaal het circuit vertelt het te wijzigen.Dit is waar de 74LS76 handig is in vergrendelingscircuits.Een vergrendelingscircuit houdt een stuk gegevens vast totdat een invoer vertelt dat het moet veranderen.Deze functie is nuttig in systemen die een output stabiel moeten houden, zoals bij het houden van geheugenadressen of het beheren van tijdelijke gegevensbuffers in communicatiesystemen.

EEPROM CIRCUITS

De 74LS76 kan ook worden gebruikt in circuits met EEPROM (elektrisch uitwisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen), die geheugenchips zijn die elektrisch kunnen worden geschreven en gewist.Hoewel de 74LS76 geen gegevens zelf opslaat, helpt het de signalen te beheren die de gegevensstroom van en naar de EEPROM regelen.De flip-flop-structuur van de 74LS76 helpt bij het bijhouden van belangrijke besturingssignalen en zorgt voor de juiste timing voor het lezen of schrijven van gegevens, waardoor de EEPROM goed werkt.

Gelijkwaardige IC's en alternatieven

Als de 74LS76 niet beschikbaar is, kunnen andere geïntegreerde circuits worden gebruikt om hetzelfde werk te doen.Sommige veelgebruikte equivalente IC's omvatten de 74LS73, MC74HC73A en SN7476.Deze IC's hebben vergelijkbare functies en kunnen vaak worden gebruikt in plaats van de 74LS76.Andere alternatieve JK Flip-Flop-chips, zoals de 74LS107 en 4027B, kunnen in de meeste circuits ook hetzelfde doel dienen.Hoewel deze alternatieven misschien kleine verschillen hebben in hoe ze werken, zoals het nodig hebben van meer of minder vermogen of rennen met verschillende snelheden, kunnen ze over het algemeen worden ingeruild zonder problemen voor het circuit te veroorzaken.

Conclusie

74LS76 is een nuttige JK Flip-Flop-chip die helpt bij het opslaan en regelen van gegevens in digitale circuits.Door de twee flip-flops, samen met verschillende invoer- en uitvoercontroles, kan het binaire gegevens verwerken en effectief werken met timingsignalen.Dit maakt het een gebruikelijke keuze voor taken zoals het tellen, geheugen opslaan en gegevens van de ene plaats naar de andere verschuiven.Door te leren over de pin -verbindingen en hoe het werkt, kunt u zien hoe de 74LS76 past in een breed scala aan elektronische projecten.Of u nu een teller bouwt, het beheren van geheugen of verwerkingssignalen, deze chip kan u helpen dit op een efficiënte en betrouwbare manier te doen.

Veelgestelde vragen [FAQ]

1. Wat zijn de belangrijkste kenmerken en functies van de 74LS76 Dual JK Flip-Flop?

De 74LS76 is een kleine chip met twee afzonderlijke JK-flip-flops erin.Deze flip-flops kunnen binaire gegevens opslaan en wijzigen (ofwel 0 of 1).De belangrijkste kenmerken omvatten inputs met het label J en K, een klokinvoer en speciale vooraf ingestelde en duidelijke functies.Het reageert op veranderingen in het kloksignaal, wat betekent dat het verandert wanneer het kloksignaal van laag naar hoog of hoog naar laag beweegt.Het wordt gebruikt voor het opslaan van gegevens, omdraaien tussen twee staten en het tellen in digitale circuits.

2. Hoe beïnvloedt de klokinvoer de werking van de 74LS76 JK Flip-Flop?

De klokinvoer regelt wanneer de flip-flop de J- en K-ingangen controleert om te beslissen of deze zijn status moet wijzigen.De flip-flop verandert alleen op het exacte moment waarop het kloksignaal stijgt of daalt.Als er geen kloksignaalverandering is, houdt de flip-flop de huidige status vast.De klokinvoer is dus wat de flip-flop activeert of 'activeert' om zijn werk op het juiste moment te doen.

3. Wat zijn de PIN-configuraties en hun rollen in de 74LS76 Dual JK Flip-Flop?

De 74LS76 heeft 16 pins, waarbij elke flip-flop in de chip zijn eigen set van ingangen en uitgangen heeft.De J- en K-pinnen beslissen hoe de flip-flop zich zal gedragen (ingesteld of reset).De Clock (CLK) -pen activeert de statusverandering.De vooraf ingestelde (pre) en heldere (CLR) pinnen dwingen de uitgang 1 (aan) of 0 (uit) onmiddellijk te zijn, zonder te wachten op het kloksignaal.De uitgangen zijn Q en Q ’, waarbij Q’ precies het tegenovergestelde is van Q. Er zijn ook pennen voor het aansluiten van vermogen (VCC) en grond (GND).

4. Hoe kan de 74LS76 worden gebruikt bij het ontwerpen van tellers en digitale circuits?

De 74LS76 wordt vaak gebruikt om tellers te maken door meer dan één flip-flop op een rij aan te sluiten.De output van de ene flip-flop kan het volgende activeren, waardoor ze in binair getel kunnen tellen, wat betekent dat een reeks van 0s en 1s doorloopt.De schakelfunctie van de flip-flop, die gebeurt wanneer zowel J als K op hoog zijn ingesteld, maakt het zeer nuttig voor digitale circuits die op een georganiseerde manier moeten tellen of schakelen, zoals frequentiedividers of systemen die de volgorde van stappen volgen.

5. Wat zijn de gemeenschappelijke toepassingen en alternatieven voor de 74LS76 JK Flip-Flop?

De 74LS76 wordt gebruikt in apparaten zoals geheugenopslag, frequentiedelers, binaire tellers en schakelregisters.Dit zijn allemaal tools die werken met binaire gegevens, het tellen of verschuiven van stukjes rond.Als de 74LS76 niet beschikbaar is, zijn er andere chips zoals de 74LS73, 74LS107 en SN7476 die hetzelfde kunnen doen.Ze hebben vergelijkbare functies, maar kunnen iets verschillende hoeveelheden vermogen gebruiken of op een iets andere manier reageren op signalen.