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~~09/11/2024で公開されています~~

74LS76デュアルJKフリップフロップ

74LS76デュアルJKフリップフロップは、デジタルサーキットで小さくて広く使用されている電子コンポーネントです。多くの場合、状態で/オフ状態を管理し、タイミングを管理する必要があるシステムで使用されます。このチップには、2つのJKフリップフロップが含まれています。これは、単一のデータを保持および制御できる回路です（A 0または1）。このガイドでは、74LS76がどのように機能するか、そのピンレイアウト、およびカウンターやメモリユニットなどのさまざまな種類の電子機器でどのように使用されるかについて詳しく説明します。最後に、このチップがさまざまなデジタルプロジェクトにどのように適合し、データの流れを制御するのに役立つかを明確に理解することができます。

カタログ

5. 74LS76 JKフリップフロップはどのように機能しますか

74LS76 Dual JK Flip-Flop Chip

図1：74LS76デュアルJKフリップフロップチップ

74LS76とは何ですか？

74LS76は、2つのJKフリップフロップを含む小さな電子チップです。フリップフロップは、2つの状態を切り替えることができるデジタル回路の一種です。つまり、1つのデータ（0または1）を保存できることを意味します。フリップフロップは、情報の制御と記憶に役立つため、多くのデジタルシステムで役立ちます。74LS76は、特にクロック信号によってタイミングが制御される場合、バイナリ（オン/オフ）状態を管理することが重要なシステムでよく使用されます。

入力と出力

74LS76の2つのJKフリップフロップのそれぞれには、J、k、k、clockパルス（CP）、ダイレクトセット、およびダイレクトクリア（R）の仕組みを制御するいくつかの入力（与えた信号）があります。これらの入力により、チップはデジタルシステムのさまざまなタスクを処理できます。

JおよびK入力 - これらの入力は、クロック信号を取得したときにフリップフロップが何をするかを決定します。j入力により、フリップフロップが「セット」になります。つまり、オンになります（または1に移動します）。K入力により「リセット」されます。つまり、オフになります（または0に移動します）。jとkの両方が（1）にある場合、フリップフロップは反対側の状態に切り替わります - それがオンになった場合、それはオフになり、オフになった場合、それはオンになります。

クロック入力（CP） - クロック入力は、フリップフロップがjとkの入力を調べ、状態を変更するかどうかを決定するときに制御します。74LS76では、クロック信号がセットアップ方法に応じて、クロック信号が上昇（低から高に）上昇するか（高から低く）状態を変更すると、フリップフロップが状態を変更できます。これにより、チップはデジタルシステムのタイミングを使用するのに適しています。

直接セット、およびダイレクトクリア（R） - これらの入力により、フリップフロップは時計を待たずに出力を直接設定できます。プリセット入力により、フリップフロップがすぐに（1）をオンにし、クリア（R）入力によりオフになります（0）。これらのコントロールは、変更をトリガーするためにクロック信号を必要とせずにシステムを迅速にリセットまたは起動するのに役立ちます。

74LS76のピン構成

Pin Configuration of 74LS76

図2：74LS76のピン構成

74LS76は、2つのJKフリップフロップを含む一般的な統合回路で、それぞれに操作を制御するための特定のピンがあります。以下は、このチップ上の16個のピンのそれぞれが何をするかについての簡単な説明です。

•ピン1（1 CLK）：このピンは、最初のフリップフロップのクロック入力です。このピンに接続された信号が高から低に変化すると、フリップフロップの状態の変化がトリガーされます。

•ピン2（1 pre '）：これは、最初のフリップフロップのプリセットピンです。このピンがアクティブになっている場合（低く設定）、フリップフロップの出力を高くします。

•ピン3（1 CLR '）：これは、最初のフリップフロップのクリアピンです。このピンがアクティブになる（低く設定）すると、フリップフロップの出力をリセットして低くします。

•ピン4（1J）：これは、最初のフリップフロップのJ入力です。K入力（ピン16）と連携して、クロックサイクル中にフリップフロップがどのように動作するかを判断します。

•ピン5（VCC）：これは、電源が接続されている場所です。通常、CHIPでは、適切に機能するために5ボルトの電源が必要です。

•ピン6（2 CLK）：このピンは、2番目のフリップフロップのクロック入力であり、最初のフリップフロップでピン1が行うのと同じように動作します。高から低いものになる信号は、2番目のフリップフロップの状態の変化を引き起こします。

•ピン7（2 Pre '）：このピンは、アクティブ化されたときに2番目のフリップフロップの出力を高に設定します（低く設定）。

•ピン8（2 CLR '）：これは、2番目のフリップフロップのクリアピンです。アクティブ化されると（低く設定）、出力を低くリセットします。

•ピン9（2J）： 2番目のフリップフロップのJ入力。最初のフリップフロップのJ入力と同様に、これはK入力と協力して、クロックサイクル中のフリップフロップの動作を制御します。

•ピン10（2Q '）：これは、2番目のフリップフロップの反転（反対の）出力です。通常の出力の逆の値を与えます。

•ピン11（2Q）：これは、2番目のフリップフロップの通常の出力です。クロック信号とjおよびk入力の値に基づいて状態を変更します。

•ピン12（2 k）：これは、2番目のフリップフロップのK入力です。j入力（ピン9）に加えて、クロックサイクル中にフリップフロップに何が起こるかを決定します。

•ピン13（GND）：このピンは地面に接続され、回路の基準電圧を提供します。

•ピン14（1Q '）：これは、最初のフリップフロップの反転（反対の）出力です。通常の出力の逆の値を提供します。

•ピン15（1Q）：これは、最初のフリップフロップの通常の出力です。クロック信号とjおよびk入力に基づいて変更されます。

•ピン16（1K）：これは、最初のフリップフロップのk入力であり、j入力（ピン4）と連携して、クロックサイクル中のフリップフロップの動作を制御します。

74LS76の機能と仕様

74LS76は、速度と低消費電力を組み合わせているため、多くのデジタルシステムで使用される一般的な統合回路（IC）です。これは、ロジックベースの回路での信頼性の高いパフォーマンスで知られている74LSファミリーの一部です。74LS76の主要な機能と仕様のいくつか、およびさまざまなタイプの回路でうまく機能する理由を詳しく見てみましょう。

動作電圧

74LS76は、2ボルトから6ボルトの電圧範囲でうまく機能します。この範囲により、さまざまなシステム、特に低電力または中程度のシステムで機能する能力が得られます。マイクロコントローラーやその他の同様の回路を含む多くのデジタルシステムは、この範囲内の電圧を使用するため、74LS76はこれらのシステムに簡単に適合できます。

入力電圧レベル

74LS76が信号が高いか低いかを決定するのに役立つ2つの重要な電圧ポイントがあります。

最小高レベルの入力電圧：74LS76が信号を高いと読み取るには、電圧は少なくとも2ボルトでなければなりません。これは、電圧がこのレベル以上の場合にのみ高い信号を認識し、電圧にわずかな変化がある場合でも信号を正しく読み取るようにすることを意味します。

最大低レベルの入力電圧：電圧が0.8ボルト以下の場合、74LS76は信号を低く読み取ります。これにより、システムに電圧の差が小さい場合でも、ICが低信号と高信号の違いを伝えるのに役立ちます。

これらの電圧レベルにより、74LS76が受信する信号を適切に理解できることを確認します。これは、入力電圧がわずかに異なる可能性のある回路で役立ちます。ICは、デジタル信号の処理やシステムの他の部分との連携に信頼性を高めます。

動作温度範囲

74LS76は、-55°Cという寒いから125°Cという高温まで、広範囲の温度で動作できます。これにより、屋外の機器や多くの熱を発生させる機械など、極端な熱や寒さにさらされる可能性のあるシステムで使用できます。温度に関係なく、74LS76は問題なく動作し続けることができ、温度の変化が一般的な困難な環境に適した選択肢になります。

パッケージタイプ

74LS76には、PDIP（プラスチックデュアルインラインパッケージ）、GDIP（ガラスデュアルインラインパッケージ）、PDSO（プラスチックスモールアウトライン）など、さまざまなパッケージングオプションがあります。これらの異なるパッケージにより、74LS76はさまざまな用途に柔軟になります。PDIPは扱いやすく、回路を構築する初期段階でよく使用されます。これは、ブレッドボードに適しているためです。一方、PDSOはよりコンパクトであり、スペースが制限されている小さなデバイスで使用されます。これらのパッケージングオプションのため、74LS76は、さまざまな種類の電子プロジェクトや設計で使用できます。

74LS76 JKフリップフロップはどのように機能しますか？

JK Flip-Flop Timing

図3：JKフリップフロップタイミング

74LS76には2つの個別のJKフリップフロップが含まれ、それぞれが入力信号に基づいて動作します。qとラベル付けされたフリップフロップの出力は、j、k、およびクロック信号の組み合わせによって制御されます。JKフリップフロップは、現在の状態を覚えているか、入力に応じて変更することができます。それがどのように機能するかを詳しく見てみましょう。

JKフリップフロップ機能

JK Flip-Flop Truth Table

図4：JKフリップフロップトゥルーステーブル

JKフリップフロップは、クロックパルスが発生する瞬間にjとkの値に基づいて出力を変更します。クロック信号はトリガーのように機能します。JとKのさまざまな組み合わせで起こることは次のとおりです。

j = 0およびk = 0の場合：出力は同じままです。言い換えれば、Qは変更されず、クロックパルスの前に既に持っていた値を保持します。

j = 0およびk = 1：出力が低くなり、qが0に設定されている場合、これは「リセット」と呼ばれ、フリップフロップは出力を0に強制します。

j = 1およびk = 0：出力が高くなり、qは1に設定されます。これは「セット」と呼ばれ、フリップフロップは出力を1に強制します。

j = 1およびk = 1：出力が反対側の状態に切り替わります。これは、Qが1の前に1だった場合、0になり、0になると1になります。このプロセスはトグリングと呼ばれ、特にカウンターの作成に役立ちます。

例：3ビットカウンターデザイン

3-Bit Counter Using 74LS76

図5：74LS76を使用した3ビットカウンター

74LS76 JKフリップフロップの一般的な使用の1つは、カウンターを作成することです。3ビットカウンターでは、3つのJKフリップフロップが次々に接続され、各フリップフロップがバイナリ番号の1つを表します。

このセットアップでは、クロックパルスが発生するたびに最初のフリップフロップが切り替えます。2番目のフリップフロップは、最初のフリップフロップが高からローに切り替わるたびに状態を変更します。3番目のフリップフロップは、2番目のフロップが切り替わると変化します。このようにして、3つのフリップフロップはバイナリで000から111にカウントされ、小数点の0〜7を表します。

フリップフロップが適切な時期に状態を変更することを確認するために、しばしばゲートが追加されます。このゲートは、フリップフロップが変更されるときのタイミングを制御し、カウントプロセスがスムーズに実行されるようにするのに役立ちます。フリップフロップがバイナリ出力を生成すると、表示できます。たとえば、74LS48のようなBCDから7セグメントデコーダーは、バイナリ番号を7セグメントディスプレイに表示できる形式に変換できます。

74LS76のアプリケーション

74LS76 in a Memory Circuit

図6：メモリ回路の74LS76

74LS76は、さまざまなタイプのデジタルサーキットで広く使用されているJKフリップフロップ積分回路（IC）の便利なものです。その主な仕事は、バイナリデータ（0Sおよび1S）を保存し、新しい入力がその状態を変更するまで状態を保持することです。以下は、74LS76がデジタルシステムに適用される主な方法の一部です。

シフトレジスタ

デジタルサーキットでは、シフトレジスタを使用して、特定の順序でデータをある場所から別の場所に移動するために、通常は一度に1つずつデータを移動します。74LS76は、このジョブに適しています。これは、JKフリップフロップセットアップが各データを保持し、クロック信号が指定されたときに移動できるためです。この機能は、データをパラレルフォーム（一度に多くのビット）からシリアルフォーム（一度に1ビット）または逆に変換する必要があるデバイスで役立ちます。たとえば、デジタル通信システムでは、多くの場合、データをシーケンスで送信する必要があり、74LS76は回路を介してビットを正しくシフトすることでこのタスクに役立ちます。

メモリとコントロールのレジスタ

74LS76は、メモリと制御レジスタの一部としてコンピューターとマイクロプロセッサでよく使用されます。これらのレジスタは、プロセッサが現在取り組んでいるデータの一時的な保有エリアのように機能します。コントロールレジスタには、プロセッサが操作方法または次に対処する方法を伝える情報を保持します。また、メモリレジスタは、計算または処理されているデータを保存します。74LS76は、フリップフロップ設計により、プロセッサが必要になるまで安定した方法でデータを保存できるため、ここでうまく機能します。

カウンター

74LS76は、一般的にカウンターで使用されます。カウンターは、クロック信号からのパルスの数や時間の経過とともに発生しているイベントの数などをカウントするデバイスです。カウンターは、タイミングを管理したり、頻度を測定したり、何かが発生する回数を追跡するデバイスを作成するために使用されます。74LS76フリップフロップは、各クロックパルスで状態を変更し、回路での接続方法に応じて、上向きまたは下向きにカウントできます。

ラッチ

状況によっては、新しいコマンドまたは信号が回路に変更するように指示するまで、特定のデータを保持する必要があります。これは、74LS76がラッチサーキットで便利な場所です。ラッチ回路は、入力が変更するように指示するまで、データを保持します。この機能は、メモリアドレスを保持したり、通信システムで一時的なデータバッファーを管理する場合など、出力を安定させておく必要があるシステムで役立ちます。

Eepromサーキット

74LS76は、EEPROM（電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ）を使用した回路でも使用できます。これは、電気的に書き込まれて消去できるメモリチップです。74LS76はデータ自体を保存しませんが、EEPROMとの間でデータの流れを制御する信号を管理するのに役立ちます。74LS76のフリップフロップ構造は、重要な制御信号を追跡し、データを読み書きの適切なタイミングを確保するのに役立ちます。これにより、EEPROMが適切に機能するのに役立ちます。

同等のICSおよび代替案

74LS76が利用できない場合、他の統合回路を使用して同じジョブを行うことができます。一般的に使用される同等のICSには、74LS73、MC74HC73A、およびSN7476が含まれます。これらのICは同様の機能を備えており、74LS76の代わりに使用できることがよくあります。74LS107や4027Bなどの他の代替JKフリップフロップチップも、ほとんどの回路で同じ目的を果たすことができます。これらの選択肢は、多かれ少なかれ電力を必要としたり、異なる速度で走ったりするなど、作業方法にわずかな違いをもたらす可能性がありますが、通常、回路に問題を引き起こすことなく交換することができます。

結論

74LS76は、デジタルサーキットのデータを保存および制御するのに役立つ便利なJKフリップフロップチップです。その2つのフリップフロップは、さまざまな入力および出力制御とともに、バイナリデータを処理し、タイミング信号を効果的に操作できるようにします。これにより、カウント、メモリの保存、ある場所から別の場所へのデータのシフトなどのタスクの一般的な選択肢になります。ピン接続とその動作について学ぶことで、74LS76が幅広い電子機器プロジェクトにどのように適合するかを確認できます。カウンターの構築、メモリの管理、またはシグナルの処理など、このチップは効率的で信頼できる方法でそれを行うのに役立ちます。

よくある質問[FAQ]

1. 74LS76デュアルJKフリップフロップの主要な機能と機能は何ですか？

74LS76は、内部に2つの個別のJKフリップフロップがある小さなチップです。これらのフリップフロップは、バイナリデータを保存および変更できます（0または1）。主な機能には、JとKというラベルの付いた入力、クロック入力、特別なプリセットおよびクリア機能が含まれます。クロック信号の変化に反応します。つまり、クロック信号が低から高または高に移動すると変化します。データの保存、2つの状態の間を反転し、デジタルサーキットでカウントするために使用されます。

2.クロック入力は、74LS76 JKフリップフロップの操作にどのように影響しますか？

クロック入力は、フリップフロップがjおよびk入力をチェックして状態を変更するかどうかを決定するときに制御します。フリップフロップは、クロック信号が上昇または落ちる正確な瞬間にのみ変化します。クロック信号の変更がない場合、フリップフロップは現在の状態に保持します。したがって、クロック入力は、適切なタイミングで仕事をするためにフリップフロップをトリガーまたは「アクティブ化」するものです。

3. 74LS76デュアルJKフリップフロップでのピン構成とその役割は何ですか？

74LS76には16個のピンがあり、チップ内の各フリップフロップには、独自の入力と出力のセットがあります。JおよびKピンは、フリップフロップの動作（設定またはリセット）を決定します。クロック（CLK）ピンは、状態の変化を引き起こします。プリセット（Pre）およびClear（CLR）ピンは、クロック信号を待たずに、即座に1（ON）または0（OFF）に出力を強制します。出力はQとQ 'で、Q’はQの正反対です。電力（VCC）とグラウンド（GND）の接続用ピンもあります。

4. 74LS76は、カウンターとデジタルサーキットの設計にどのように使用できますか？

74LS76は、複数のフリップフロップを連続して接続することにより、カウンターを作成するためによく使用されます。1つのフリップフロップの出力は次のフロップをトリガーし、バイナリでカウントできるようになります。つまり、0Sと1Sのシーケンスを通過します。JとKの両方が高く設定されているときに発生するFlip-Flopのトグル機能は、周波数分割器やステップの順序を追跡するシステムなど、整理された方法で状態をカウントまたは切り替える必要があるデジタル回路に非常に役立ちます。

5. 74LS76 JKフリップフロップの一般的なアプリケーションと代替案は何ですか？

74LS76は、メモリストレージ、周波数仕分け、バイナリカウンター、シフトレジスタなどのデバイスで使用されます。これらはすべて、バイナリデータ、カウント、またはシフトビットを使用して動作するツールです。74LS76が利用できない場合、同じジョブを実行できる74LS73、74LS107、SN7476などの他のチップがあります。それらは同様の特徴を持っていますが、わずかに異なる量の電力を使用したり、わずかに異なる方法で信号に応答したりする場合があります。