74LS76 Dual JK Flip-flop

Podwójny Flip-Flop 74LS76 jest małym, ale szeroko stosowanym komponentem elektronicznym w obwodach cyfrowych.Jest często używany w systemach, które muszą zarządzać stanami/wyłączaniem i czasem.Ten układ zawiera dwa klapki JK, które są obwodami, które mogą zawierać i kontrolować pojedynczy bit danych (0 lub 1).W tym przewodniku szczegółowo przyjrzymy się, jak działa 74LS76, układ pinu i jak jest używany w różnych typach elektroniki, takich jak liczniki i jednostki pamięci.Do końca będziesz miał jasne zrozumienie, w jaki sposób ten układ wpisuje się w różne projekty cyfrowe i jak pomaga kontrolować przepływ danych.

Katalog

Rysunek 1: 74LS76 Dual JK Flip-Flop Chip

Co to jest 74LS76?

74LS76 to mały układ elektroniczny, który zawiera dwa klapki JK.Flip-Flop to rodzaj obwodu cyfrowego, który może przełączać się między dwoma stanami, co oznacza, że ​​może przechowywać jeden bit danych (0 lub 1).Flip-klapy są przydatne w wielu systemach cyfrowych, ponieważ pomagają kontrolować i pamiętać informacje.74LS76 jest często używany w systemach, w których ważne jest zarządzanie stanami binarnymi (włączonymi), szczególnie gdy czas jest kontrolowany przez sygnał zegara.

Wejścia i wyjścia

Każdy z dwóch klapek JK w 74LS76 ma kilka wejść (sygnały, które dajesz), które kontrolują, jak to działa: J, K, Clock Pulse (CP), Zestaw bezpośrednich (S) i bezpośredni Clear (R).Te wejścia pozwalają układowi obsługiwać wiele różnych zadań w systemach cyfrowych.

Wejścia J i K -Te dane wejściowe decydują, co zrobi Flip-Flop, gdy otrzyma sygnał zegara.Wejście J sprawia, że ​​Flip-Flop „zestaw”, co oznacza, że ​​włączy się (lub przejdzie do 1).Wejście K sprawia, że ​​„resetuje”, co oznacza, że ​​wyłączy się (lub przejdzie do 0).Jeśli zarówno J, jak i K są włączone (1), Flip-Flop przejdzie do przeciwnego stanu-jeśli był włączony, wyłączy się, a jeśli nie będzie, włączy się.

Wejście zegara (CP) - Wejście zegara kontroluje, gdy Flip-Flop patrzy na wejścia J i K i decyduje, czy zmienić swój stan.W 74LS76 flip-flop może zmienić swój stan, gdy sygnał zegara wzrośnie (z niskiego do wysokiego) lub spadnie (od wysokiego do niskiego), w zależności od tego, jak jest skonfigurowany.To sprawia, że ​​układ jest dobry do pracy z czasem systemów cyfrowych.

Zestawy bezpośrednie i wyraźne jasne (R) - Te wejścia pozwalają Flip-Flopowi bezpośrednio ustawić swoje wyjście bez oczekiwania na zegar.Wejście wstępne (ów) sprawia, że ​​Flip-Flop natychmiast włącza (1), podczas gdy wejście (R) powoduje, że wyłącza się (0).Kontrole te są pomocne w szybkim zresetowaniu lub uruchamianiu systemu bez konieczności uruchomienia zmian w celu uruchomienia zmian.

Konfiguracja PIN 74LS76

Rysunek 2: Konfiguracja PIN 74LS76

74LS76 to popularny obwód zintegrowany, który zawiera dwa klapki JK, każdy z określonymi pinami do kontrolowania jego operacji.Poniżej znajduje się proste wyjaśnienie tego, co robi każdy z 16 pinów na tym układie.

• Pin 1 (1 CLK): Ten pin jest wejściem zegara dla pierwszego flip-flopa.Gdy sygnał podłączony do tego styku zmienia się z wysokiego na niski, uruchamia zmianę stanu Flip-Flop.

• Pin 2 (1 przed '): To jest wstępnie ustawiony szpilka dla pierwszego flip-flopa.Jeśli ten pin jest aktywowany (ustawiony niski), zmusza on wyjście Flip-Flop do wysokiego.

• Pin 3 (1 CLR '): Jest to wyraźny szpilka dla pierwszego flip-flopa.Gdy ten pin jest aktywowany (ustawiony niski), resetuje wyjście Flip-Flop, czyniąc go niskim.

• Pin 4 (1J): Jest to wejście J dla pierwszego flip-flopa.Działa z wejściem K (PIN 16) w celu ustalenia, w jaki sposób zachowuje się flip-flop podczas cyklu zegara.

• Pin 5 (VCC): Tutaj połącz się zasilacz.Zazwyczaj układ wymaga prawidłowego działania dostawy 5 V.

• Pin 6 (2 CLK): Ten pin jest wejściem zegara dla drugiego flip-flopa, działającego w taki sam sposób, jak pin 1 dla pierwszego flip-flopa.Sygnał przechodzący od wysokiego do niskiego uruchamia zmianę stanu w drugim flip-flopie.

• Pin 7 (2 przed '): Ten pin ustawia wyjście drugiego flip-flopa na wysokie po aktywacji (ustawione niskie).

• Pin 8 (2 CLR '): Jest to wyraźny szpilka dla drugiego flip-flopa.Gdy jest aktywowany (ustawiony niski), resetuje wyjście do niskiego.

• Pin 9 (2J): Wejście J dla drugiego flip-flopa.Podobnie jak wejście J dla pierwszego flip-flopa, działa to wraz z wejściem K w celu kontrolowania zachowania Flip-Flop podczas cyklu zegara.

• Pin 10 (2q '): Jest to odwrócone (przeciwne) wyjście drugiego flip-flopa.Daje odwrotną wartość zwykłego wyjścia.

• Pin 11 (2q): Jest to regularne wyjście drugiego flip-flopa.Zmienia stan na podstawie sygnału zegara i wartości wejściowych J i K.

• Pin 12 (2 K): Jest to wejście K dla drugiego flip-flopa.Wraz z wejściem J (PIN 9) określa, co dzieje się z flip-flopem podczas cyklu zegara.

• Pin 13 (GND): Ten pin łączy się z uziemieniem, który zapewnia napięcie odniesienia dla obwodu.

• Pin 14 (1q '): Jest to odwrócone (przeciwne) wyjście dla pierwszego flip-flopa.Zapewnia odwrotną wartość zwykłego wyjścia.

• Pin 15 (1q): Jest to zwykłe wyjście dla pierwszego flip-flopa.Zmienia się na podstawie sygnału zegara i wejść J i K.

• Pin 16 (1k): Jest to wejście K dla pierwszego flip-flopa, współpracujące z wejściem J (PIN 4) w celu kontrolowania zachowania Flip-Flop podczas cyklu zegara.

Funkcje i specyfikacje 74LS76

74LS76 to popularny zintegrowany obwód (IC) używany w wielu systemach cyfrowych, ponieważ łączy prędkość i niskie zużycie energii.Jest częścią rodziny 74LS, która jest znana z wiarygodnej wydajności w obwodach logicznych.Przyjrzyjmy się bliżej niektórym z głównych funkcji i specyfikacji 74LS76 i dlaczego działa dobrze w różnych typach obwodów.

Napięcie robocze

74LS76 działa dobrze z zakresem napięcia od 2 woltów do 6 woltów.Ten zakres daje mu możliwość funkcjonowania w różnych systemach, szczególnie tych, które działają na niskiej lub średniej mocy.Wiele systemów cyfrowych, w tym mikrokontrolery i inne podobne obwody, wykorzystuje napięcia w tym zakresie, dzięki czemu 74LS76 może łatwo zmieścić się w tych systemach.

Poziomy napięcia wejściowego

Istnieją dwa ważne punkty napięcia, które pomagają 74LS76 zdecydować, czy sygnał jest wysoki czy niski:

Minimalne napięcie wejściowe wysokiego poziomu: aby 74LS76 odczytał sygnał jako wysoki, napięcie musi wynosić co najmniej 2 wolty.Oznacza to, że IC rozpozna wysoki sygnał tylko wtedy, gdy napięcie jest na tym poziomie lub wyższym, zapewniając poprawnie odczyty sygnały, nawet jeśli występują niewielkie zmiany napięcia.

Maksymalne napięcie wejściowe niskiego poziomu: Jeśli napięcie wynosi 0,8 wolta lub mniej, 74LS76 odczytuje sygnał jako niski.Pomaga to IC odróżnić sygnał niski i wysoki, nawet jeśli system ma małe różnice napięcia.

Te poziomy napięcia upewniają się, że 74LS76 może poprawnie zrozumieć otrzymane sygnały, co jest pomocne w obwodach, w których napięcia wejściowe mogą się nieznacznie zmieniać.To sprawia, że ​​IC jest niezawodne do obsługi sygnałów cyfrowych i pracy z innymi częściami systemu.

Zakres temperatur roboczych

74LS76 może działać w szerokim zakresie temperatur, od tak zimnych jak -55 ° C do tak gorącego jak 125 ° C.Pozwala to na stosowanie w systemach, które mogą być narażone na ekstremalne ciepło lub zimno, takie jak sprzęt zewnętrzny lub maszyny, które wytwarzają dużo ciepła.Bez względu na temperaturę, 74LS76 może bez problemu działać, co czyni go dobrym wyborem dla trudnych środowisk, w których zmiany temperatury są powszechne.

Typy pakietów

74LS76 jest dostępny w różnych opcjach opakowań, w tym PDIP (plastikowy podwójny pakiet in-line), GDIP (szklany podwójny pakiet in-line) i PDSO (plastikowy mały zarys).Te różne pakiety sprawiają, że 74LS76 elastyczne dla różnych zastosowań.PDIP jest łatwy w obsłudze i często używany na wczesnych etapach budowy obwodu, ponieważ dobrze pasuje do desek.Z drugiej strony PDSO jest bardziej kompaktowe i jest używane w mniejszych urządzeniach, w których przestrzeń jest ograniczona.Ze względu na te opcje pakowania 74LS76 może być używane w wielu różnych rodzajach projektów i projektów elektronicznych.

Jak działa Flip-Flop 74LS76 JK?

Rysunek 3: czas Flip-Flop JK

74LS76 zawiera dwa oddzielne klapki JK, a każda z nich działa na podstawie jego sygnałów wejściowych.Wyjście Flip-Flop, oznaczone jako Q, jest kontrolowane przez połączenie sygnału J, K i zegara.Flip-flop JK pamięta jego bieżący stan lub zmienić go w zależności od wejść.Przyjrzyjmy się bliżej, jak to działa.

JK Flip-Flop Funkcjonalność

Rysunek 4: Tabela prawdy Flip-Flop JK

Flip-flop JK zmienia swoje wyjście na podstawie wartości J i K w momencie, gdy nastąpi impuls zegara.Sygnał zegara działa jak spust.Oto, co dzieje się z różnymi kombinacjami J i K:

Gdy j = 0 i k = 0: Wyjście pozostaje tak samo.Innymi słowy, Q nie zmienia się i utrzymuje wartość, jaką miała już przed impulsem zegara.

Gdy j = 0 i k = 1: Wyjście staje się niskie, co oznacza q jest ustawione na 0. nazywa się to „resetem”, gdzie flip-flop zmusza wyjście do 0.

Gdy j = 1 i k = 0: Wyjście staje się wysokie, co oznacza q jest ustawiony na 1. nazywa się to „zestawem”, gdzie flip-flop zmusza wyjście do 1.

Gdy J = 1 i K = 1: Wyjście przełącza się na stan przeciwny.Oznacza to, że jeśli Q było 1 wcześniej, stanie się 0, a jeśli byłby 0, stanie się 1. Proces ten nazywany jest przełączaniem i jest szczególnie przydatny w tworzeniu liczników.

Przykład: 3-bitowy kontratak

Rysunek 5: 3-bitowy licznik za pomocą 74LS76

Jednym z powszechnych zastosowań 74LS76 JK Flip-Flop jest tworzenie liczników.W 3-bitowym liczniku trzy klapki JK są połączone jeden po drugim, a każda flip-flop reprezentuje jedną liczbę binarną.

W tej konfiguracji pierwszy przełącza się flip-flop za każdym razem, gdy ma miejsce impuls zegara.Drugi flip-flop zmienia swój stan, gdy pierwszy przełącza się Flip-Flop z wysokiego na niski.Trzeci flip-flop zmienia się, gdy drugi przełącza się i tak dalej.W ten sposób trzy klapki liczą się od 000 do 111 w binarie, co reprezentuje liczby od 0 do 7 w dziesiętnych.

Aby upewnić się, że odwrotne zmieniają stany we właściwych czasach, często dodawane są brama.Ta brama pomaga kontrolować czas, gdy zmieniają się flip-flops, zapewniając płynne proces zliczania.Po wyświetleniu binarnego wyjścia można go wyświetlić.Na przykład dekoder BCD-to-7-segment, taki jak 74LS48, może przekonwertować liczbę binarną na format, który można wyświetlić na wyświetlaczu 7-segmentowym.

Zastosowania 74LS76

Rysunek 6: 74LS76 w obwodzie pamięci

74LS76 jest użytecznym obwodem zintegrowanym Flip-Flop JK (IC), który jest szeroko stosowany w różnych typach obwodów cyfrowych.Jego głównym zadaniem jest przechowywanie danych binarnych (0 i 1s) i utrzymanie ich stanu, aż nowe wejście nie zmieni tego stanu.Poniżej znajdują się niektóre z głównych sposobów stosowania 74LS76 w systemach cyfrowych:

Rejestry zmiany

W obwodach cyfrowych rejestry zmian są używane do przenoszenia danych z jednego miejsca do drugiego w określonej kolejności, zwykle na raz.74LS76 jest dobre dla tego zadania, ponieważ konfiguracja Flip-Flop JK może pomieścić każdy kawałek danych i poruszać je po podaniu sygnału zegara.Ta zdolność jest przydatna w urządzeniach, które muszą przekonwertować dane z formy równoległej (wiele bitów jednocześnie) na formę szeregową (jeden bit na raz) lub odwrotnie.Na przykład w systemach komunikacyjnych cyfrowych dane często muszą być wysyłane w sekwencji, a 74LS76 pomaga w tym zadaniu poprzez prawidłowe przenoszenie bitów przez obwód.

Rejestry pamięci i sterowania

74LS76 jest często używany w komputerach i mikroprocesorach w ramach rejestrów pamięci i sterowania.Rejestry te działają jak tymczasowe obszary przechowywania danych, z którymi obecnie współpracuje procesor.Rejestry sterujące zawierają informacje, które informują procesor, jak działać lub co dalej, podczas gdy rejestry pamięci przechowują dane, które są obliczane lub przetwarzane.74LS76 działa tutaj dobrze, ponieważ jego konstrukcja Flip-Flop umożliwia mu przechowywanie danych w stabilny sposób, dopóki procesor ich nie potrzebuje.

Liczniki

74LS76 jest również powszechnie używany w licznikach, które są urządzeniami, które liczą rzeczy takie jak liczba impulsów z sygnału zegara lub liczba zdarzeń, które mają miejsce w czasie.Liczniki służą do tworzenia urządzeń, które zarządzają czasem, mierzą częstotliwości lub śledzić, ile razy coś się dzieje.Flip-Flop 74LS76 zmienia swój stan z każdym impulsem zegara, który pozwala mu liczyć w górę lub w dół, w zależności od tego, jak jest podłączony w obwodzie.

Zatrzaski

W niektórych sytuacjach konieczne jest przechowywanie określonego fragmentu danych, dopóki nowe polecenie lub sygnał nie powie obwodzie, aby go zmienić.To tutaj 74LS76 jest przydatne w obwodach zatrzasku.Obwód zatrzasny trzyma na kawałku danych, dopóki wejście nie powie mu zmiany.Ta funkcja jest przydatna w systemach, które muszą utrzymać wyjście stabilne, na przykład przy przechowywaniu adresów pamięci lub zarządzaniu tymczasowymi buforami danych w systemach komunikacyjnych.

Obwody EEPROM

74LS76 można również stosować w obwodach z EEPROM (elektrycznie wymazującą programowalną pamięć tylko do odczytu), które są układami pamięci, które można zapisać i usuwać elektrycznie.Podczas gdy 74LS76 nie przechowuje samych danych, pomaga zarządzać sygnałami kontrolującymi przepływ danych do i z EEPROM.Struktura Flip-Flop 74LS76 pomaga śledzić ważne sygnały kontrolne i zapewnia odpowiedni czas czytania lub pisania danych, co pomaga poprawnie działać EEPROM.

Równoważne ICS i alternatywy

Jeśli 74LS76 nie jest dostępny, do wykonywania tego samego zadania można użyć innych obwodów zintegrowanych.Niektóre powszechnie stosowane równoważne ICS obejmują 74LS73, MC74HC73A i SN7476.Te ICS mają podobne funkcje i często można je stosować zamiast 74LS76.Inne alternatywne układy Flip-Flop JK, takie jak 74LS107 i 4027B, mogą również służyć w tym samym celu w większości obwodów.Chociaż te alternatywy mogą mieć niewielkie różnice w tym, jak działają, takie jak potrzebowanie większej lub mniejszej mocy lub bieganie przy różnych prędkościach, można je ogólnie zamieniać bez powodowania problemów dla obwodu.

Wniosek

74LS76 to przydatny układ Flip-Flop JK, który pomaga przechowywać i kontrolować dane w obwodach cyfrowych.Jego dwa klapki, wraz z różnymi kontrolami wejściowymi i wyjściowymi, pozwalają mu skutecznie obsługiwać dane binarne i działać z sygnałami czasu.To sprawia, że ​​jest to wspólny wybór zadań, takich jak liczenie, przechowywanie pamięci i przenoszenie danych z jednego miejsca do drugiego.Dowiadując się o połączeniach PIN i jego działania, możesz zobaczyć, jak 74LS76 wpisuje się w szeroki zakres projektów elektronicznych.Niezależnie od tego, czy budujesz licznik, zarządzasz pamięcią, czy przetwarzasz sygnały, ten układ może pomóc w zrobieniu tego w wydajny i niezawodny sposób.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Jakie są kluczowe funkcje i funkcje 74LS76 Dual JK Flip-Flop?

74LS76 to mały chip, który ma dwa osobne klapki JK w środku.Te klapki mogą przechowywać i zmieniać dane binarne (0 lub 1).Główne funkcje obejmują wejścia oznaczone J i K, wejście zegara oraz specjalne ustawienia wstępne i jasne.Reaguje na zmiany sygnału zegara, co oznacza, że ​​zmienia się, gdy sygnał zegara przesuwa się z niskiego do wysokiego lub wysokiego do niskiego.Służy do przechowywania danych, przerzucania dwóch stanów i liczenia w obwodach cyfrowych.

2. W jaki sposób wejście zegara wpływa na działanie flip-flopa 74LS76 JK?

Wejście zegara kontroluje, gdy Flip-Flop sprawdzi wejścia J i K, aby zdecydować, czy powinien zmienić swój stan.Flip-flop zmieni się dokładnie w momencie, gdy sygnał zegara wzrośnie lub spadnie.Jeśli nie ma zmiany sygnału zegara, Flip-Flop utrzymuje swój obecny stan.Tak więc wejście zegara jest tym, co wyzwala lub „aktywuje” Flip-Flop, aby wykonać swoją pracę we właściwym czasie.

3. Jakie są konfiguracje PIN i ich role w podwójnym Flip-Flopu 74LS76?

74LS76 ma 16 pinów, przy czym każdy flip-flop wewnątrz układu ma swój własny zestaw wejść i wyjść.Piny J i K decydują o zachowaniu Flip-Flop (ustawionych lub zresetowania).Pin zegar (CLK) wyzwala zmianę stanu.Preseet (Pre) i wyraźne (CLR) przymilają wyjście do natychmiastowego 1 (ON) lub 0 (OFF) bez oczekiwania na sygnał zegara.Wyjścia są q i q ’, gdzie Q’ jest przeciwieństwem Q. Istnieją również szpilki do łączenia mocy (VCC) i gruntu (GND).

4. W jaki sposób można zastosować 74LS76 do projektowania liczników i obwodów cyfrowych?

74LS76 jest często używany do robienia liczników poprzez podłączenie więcej niż jednego flip-flopa z rzędu.Wyjście jednego flip-flopa może wywołać następne, pozwalając im liczyć w binarie, co oznacza przejście przez sekwencję 0 i 1.Funkcja przełączania Flip-Flop, która ma miejsce, gdy zarówno J, jak i K są ustawione na wysokie, sprawia, że ​​jest bardzo przydatna w przypadku obwodów cyfrowych, które muszą liczyć lub przełączać stany w zorganizowany sposób, takie jak dzielniki częstotliwości lub systemy śledzące kolejność kroków.

5. Jakie są wspólne zastosowania i alternatywy dla Flip-Flop 74LS76 JK?

74LS76 jest używany w urządzeniach takich jak pamięć pamięci, dzielniki częstotliwości, liczniki binarne i rejestry zmian.Są to wszystkie narzędzia, które działają z danymi binarnymi, zliczaniem lub zmieniającymi bity.Jeśli 74LS76 nie jest dostępne, istnieją inne układy, takie jak 74LS73, 74LS107 i SN7476, które mogą wykonać tę samą pracę.Mają podobne funkcje, ale mogą zużywać nieco inne ilości mocy lub reagować na sygnały w nieco inny sposób.