ב- 2024/09/11 470

74LS76 כפול JK Flip-flop

כפכפי ה- JK הכפולים של 74LS76 הוא רכיב אלקטרוני קטן אך בשימוש נרחב במעגלים דיגיטליים.לעתים קרובות הוא משמש במערכות שצריכות לנהל/כיבוי מצבים ותזמון.שבב זה מכיל שני כפכפי JK, שהם מעגלים שיכולים להחזיק ולשלוט על מעט נתונים בודדים (A 0 או 1).במדריך זה נבדוק מפורט כיצד עובד 74LS76, פריסת ה- PIN שלו וכיצד משתמשים בו בסוגים שונים של אלקטרוניקה, כמו דלפקים ויחידות זיכרון.בסוף, תהיה לך הבנה ברורה של האופן שבו שבב זה משתלב בפרויקטים דיגיטליים שונים וכיצד הוא עוזר לשלוט בזרימת הנתונים.

קָטָלוֹג

איור 1: 74LS76 כפול JK כפכף שבב

מהו 74LS76?

74LS76 הוא שבב אלקטרוני קטן המכיל שני כפכפים של JK.כפכף הוא סוג של מעגל דיגיטלי שיכול לעבור בין שני מצבים, מה שאומר שהוא יכול לאחסן מעט נתונים (0 או 1).כפכפים מועילים במערכות דיגיטליות רבות מכיוון שהם עוזרים לשלוט ולזכור מידע.74LS76 משמש לרוב במערכות בהן חשוב לנהל מצבים בינאריים (הפעלה/כיבוי), במיוחד כאשר התזמון נשלט על ידי אות שעון.

כניסות ויציאות

לכל אחד משני כפכפי ה- JK ב- 74LS76 יש כמה כניסות (אותות שאתה נותן לו) ששולטים כיצד זה עובד: J, K, שעון דופק (CP), סט (ים) ישיר, וברור ישיר (R).תשומות אלה מאפשרות לשבב לטפל במשימות רבות ושונות במערכות דיגיטליות.

תשומות J ו- K -תשומות אלה מחליטות מה יעשה הכפכף כאשר הוא יקבל אות שעון.כניסת J הופכת את "סט הפלופ", מה שאומר שהוא יופעל (או ללכת ל -1).קלט K הופך אותו "לאפס", כלומר הוא יכבה (או יעבור ל 0).אם גם J וגם K פועלים (1), הכפכף יעבור למצב הנגדי-אם הוא היה דולק, הוא יכבה, ואם הוא היה כבוי, הוא יופעל.

קלט שעון (CP) - כניסת השעון שולטת כאשר הכפכף מסתכל על כניסות J ו- K ומחליט אם לשנות את מצבה.ב- 74LS76, הכפכף יכול לשנות את מצבו כאשר אות השעון עולה (מנמוך לגבוה) או יורד (מהגבוה לנמוך), תלוי איך הוא מוגדר.זה הופך את השבב לטוב לעבודה עם תזמון במערכות דיגיטליות.

סט (ים) ישיר, וברור ישיר (r) - כניסות אלה מאפשרות לכפכף להגדיר ישירות את הפלט שלה מבלי לחכות לשעון.הקלט שנקבע מראש מראש הופך את הכפכף להדליק מייד (1), ואילו הכניסה הברורה (R) גורמת לו לכבות (0).פקדים אלה מועילים לאיפוס או הפעלת המערכת במהירות מבלי להזדקק לאות השעון כדי להפעיל את השינויים.

תצורת סיכה של 74LS76

איור 2: תצורת סיכה של 74LS76

ה- 74LS76 הוא מעגל משולב פופולרי המכיל שני כפכפים של JK, שלכל אחד מהם סיכות ספציפיות לשליטה על פעולותיו.להלן הסבר פשוט על מה שעושה כל אחד מ -16 הסיכות על השבב הזה.

• סיכה 1 (1 CLK): סיכה זו היא קלט השעון עבור הכפכף הראשון.כאשר האות המחובר לסיכה זו משתנה מגובה לנמוך, הוא מפעיל שינוי במצב של הכפכף.

• סיכה 2 (1 pre '): זהו הסיכה המוגדרת מראש עבור הכפכף הראשון.אם סיכה זו מופעלת (מוגדרת נמוכה), היא מאלצת את תפוקת הכפכפים להיות גבוהה.

• סיכה 3 (1 clr '): זהו הסיכה הברורה עבור הכפכף הראשון.כאשר סיכה זו מופעלת (מוגדרת נמוכה), היא מאפסת את הפלט של הכפכף, מה שהופך אותה נמוכה.

• סיכה 4 (1J): זהו קלט ה- J עבור הכפכף הראשון.זה עובד עם כניסת K (סיכה 16) כדי לקבוע כיצד התנהלות הכפכף מתנהג במהלך מחזור השעון.

• סיכה 5 (VCC): כאן מחובר אספקת החשמל.בדרך כלל, השבב דורש אספקת 5 וולט כדי לעבוד כראוי.

• סיכה 6 (2 CLK): סיכה זו היא קלט השעון עבור הכפכף השני, העובד באותו אופן כמו סיכה 1 עושה עבור הכפכף הראשון.אות העובר מגובה עד נמוך מעורר שינוי מצב בכפכף השני.

• סיכה 7 (2 לפני '): סיכה זו מגדירה את הפלט של הכפכף השני לגובה כאשר מופעל (הגדר נמוך).

• סיכה 8 (2 clr '): זהו הסיכה הברורה עבור הכפכף השני.כאשר הוא מופעל (מוגדר נמוך) הוא מאפס את הפלט לנמוך.

• סיכה 9 (2J): קלט J עבור הכפכף השני.בדומה לקלט ה- J של הכפכף הראשון, זה עובד יחד עם קלט K כדי לשלוט על התנהגות הכפכף במהלך מחזור השעון.

• סיכה 10 (2Q '): זהו הפלט הפוך (הפוך) של הכפכף השני.זה נותן את הערך ההפוך של התפוקה הרגילה.

• סיכה 11 (2Q): זהו הפלט הרגיל של הכפכף השני.זה משנה את המצב על סמך אות השעון ועל ערכי כניסות J ו- K.

• סיכה 12 (2 K): זהו קלט K עבור הכפכף השני.יחד עם כניסת J (סיכה 9), היא קובעת מה קורה לכפכף במהלך מחזור השעון.

• סיכה 13 (GND): סיכה זו מתחברת לקרקע, המספקת את מתח ההתייחסות למעגל.

• סיכה 14 (1Q '): זהו הפלט הפוך (הפוך) עבור הכפכף הראשון.זה מספק את הערך ההפוך של התפוקה הרגילה.

• סיכה 15 (1Q): זהו הפלט הרגיל עבור הכפכף הראשון.זה משתנה על סמך אות השעון ותשומות J ו- K.

• סיכה 16 (1K): זהו כניסת ה- K עבור הכפכף הראשון, עובד עם כניסת J (סיכה 4) כדי לשלוט על התנהגות הכפכף במהלך מחזור השעון.

תכונות ומפרט של 74LS76

74LS76 הוא מעגל משולב פופולרי (IC) המשמש במערכות דיגיטליות רבות מכיוון שהוא משלב מהירות וצריכת חשמל נמוכה.זה חלק ממשפחת 74LS, הידועה בביצועים האמינים שלה במעגלים מבוססי לוגיקה.בואו נסתכל מקרוב על כמה מהתכונות והפרטים העיקריים של ה- 74LS76, ומדוע זה עובד טוב בסוגים שונים של מעגלים.

מתח הפעלה

74LS76 עובד היטב עם טווח מתח של 2 וולט ל 6 וולט.טווח זה מעניק לו את היכולת לתפקד במערכות שונות, במיוחד אלה הפועלות על כוח נמוך או בינוני.מערכות דיגיטליות רבות, כולל בקרי מיקרו ומעגלים דומים אחרים, משתמשות במתחים בטווח זה, כך ש- 74LS76 יכול להשתלב במערכות אלה בקלות.

רמות מתח קלט

ישנן שתי נקודות מתח חשובות המסייעות ל- 74LS76 להחליט אם האות גבוה או נמוך:

מתח קלט מינימלי ברמה גבוהה: עבור 74LS76 לקרוא אות כגבוה, המתח חייב להיות לפחות 2 וולט.המשמעות היא ש- IC יזהה רק אות גבוה אם המתח נמצא ברמה זו ומעלה, מה שמבטיח שהוא קורא אותות נכון גם אם יש שינויים קלים במתח.

מתח כניסה מקסימלי ברמה נמוכה: אם המתח הוא 0.8 וולט או פחות, 74LS76 קורא את האות נמוך.זה עוזר ל- IC לדעת את ההבדל בין אות נמוך וגבוה גם אם למערכת יש הבדלי מתח קטן.

רמות מתח אלה מוודאות שה- 74LS76 יכול להבין כראוי את האותות שהוא מקבל, וזה מועיל במעגלים שבהם מתחי הכניסה עשויים להשתנות מעט.זה הופך את ה- IC לאמין לטיפול באותות דיגיטליים ולעבודה עם חלקים אחרים במערכת.

טווח טמפרטורות הפעלה

ה- 74LS76 יכול לעבוד במגוון רחב של טמפרטורות, מקור כמו -55 מעלות צלזיוס לחמות כמו 125 מעלות צלזיוס.זה מאפשר להשתמש בו במערכות שעשויות להיחשף לחום או לקור קיצוני, כמו ציוד חיצוני או מכונות המייצרות חום רב.לא משנה מה הטמפרטורה, 74LS76 יכול להמשיך לעבוד ללא בעיות, מה שהופך אותה לבחירה טובה לסביבות קשות בהן שינויים בטמפרטורה נפוצים.

סוגי חבילות

ה- 74LS76 מגיע באפשרויות אריזה שונות, כולל PDIP (חבילה מקוונת כפולה מפלסטיק), GDIP (חבילה כפולה כפולה בשורה) ו- PDSO (מתווה קטן מפלסטיק).חבילות שונות אלה הופכות את ה- 74LS76 לגמיש לשימושים שונים.קל לטפל ב- PDIP ומשמש לעתים קרובות בשלבים מוקדמים של בניית מעגל מכיוון שהוא מתאים היטב עם לוחות לחם.לעומת זאת, PDSO הוא קומפקטי יותר ומשמש במכשירים קטנים יותר שבהם המרחב מוגבל.בגלל אפשרויות האריזה הללו, ניתן להשתמש ב- 74LS76 בסוגים רבים ושונים של פרויקטים ועיצובים אלקטרוניים.

איך פועל ה- Flip-Flop 74LS76 JK?

איור 3: תזמון ה- JK Flip-Flop

ה- 74LS76 מכיל שני כפכפים JK נפרדים, וכל אחד מהם פועל על סמך אותות הקלט שלו.הפלט של הכפכף, שכותרתו Q, נשלט על ידי השילוב של J, K, ואות השעון.כפכפי ה- JK יכול לזכור את מצבו הנוכחי או לשנות אותו בהתאם לתשומות.בואו נסתכל מקרוב על איך זה עובד.

פונקציונליות של JK Flip-Flop

איור 4: טבלת האמת של JK Flip-Flop

כפכפי ה- JK משנה את הפלט שלו על סמך ערכי J ו- K ברגע בו מתרחש דופק שעון.אות השעון פועל כמו טריגר.הנה מה שקורה עם שילובים שונים של J ו- K:

כאשר j = 0 ו- k = 0: הפלט נשאר זהה.במילים אחרות, Q לא משתנה, והוא מחזיק בערך שהיה לו כבר לפני הדופק.

כאשר j = 0 ו- k = 1: הפלט הופך נמוך, כלומר Q מוגדר ל 0. זה נקרא "איפוס", שם הכפכף מכריח את התפוקה ל 0.

כאשר j = 1 ו- k = 0: הפלט הופך גבוה, כלומר Q מוגדר ל 1. זה נקרא "סט", כאשר הכפכף מכריח את התפוקה ל -1.

כאשר j = 1 ו- k = 1: הפלט עובר למצב ההפוך.המשמעות היא שאם Q היה 1 לפני כן, הוא יהפוך ל -0, ואם זה היה 0, הוא יהפוך 1. תהליך זה נקרא Goggling, והוא שימושי במיוחד ביצירת דלפקים.

דוגמה: עיצוב דלפק 3 סיביות

איור 5: דלפק 3 סיביות באמצעות 74LS76

שימוש נפוץ אחד בכפכפי ה- JK 74LS76 הוא בייצור דלפקים.בדלפק של 3 סיביות, שלושה כפכפים של JK מחוברים בזה אחר זה, וכל כפכף מייצג מעט אחד של מספר בינארי.

בהגדרה זו, הקלף הראשון מתחלף בכל פעם שדופק השעון מתרחש.הכפכף השני משנה את מצבה בכל פעם שהכפכף הראשון עובר מגבוה לנמוך.הכפכף השלישי משתנה כאשר השנייה עוברת וכן הלאה.בדרך זו, שלושת הכפכפים נחשבים מ- 000 ל- 111 בבינארי, המייצג את המספרים 0 עד 7 בעשרון.

כדי לוודא שהכפכפים משנים מצבים בזמנים הנכונים, לרוב מתווספים שער ושער.שער זה עוזר לשלוט בתזמון כאשר הכפכפים משתנים, ומבטיחים שתהליך הספירה פועל בצורה חלקה.ברגע שהכפכפים מייצרים את הפלט הבינארי, ניתן להציג אותו.לדוגמה, מפענח BCD- ל- 7 קטעים כמו 74LS48 יכול להמיר את המספר הבינארי לפורמט שניתן להציג בתצוגה של 7 קטעים.

יישומים של 74LS76

איור 6: 74LS76 במעגל זיכרון

ה- 74LS76 הוא מעגל משולב כפכף JK שימושי (IC) הנמצא בשימוש נרחב בסוגים שונים של מעגלים דיגיטליים.תפקידה העיקרי הוא לאחסן נתונים בינאריים (0s ו- 1s) ולהחזיק את מצבו עד שתשתנה קלט חדש שמציין.להלן כמה מהדרכים העיקריות בהן מיושם 74LS76 במערכות דיגיטליות:

רישומי משמרות

במעגלים דיגיטליים, רישומי משמרות משמשים להעברת נתונים ממקום למקום בסדר מסוים, בדרך כלל קצת בכל פעם.ה- 74LS76 טוב למשרה זו מכיוון שההגדרה של ה- JK Flip-Flop שלה יכולה להחזיק כל פיסת נתונים ולהזיז אותם כאשר ניתן לאות השעון.יכולת זו שימושית במכשירים שצריכים להמיר נתונים מצורה מקבילה (ביטים רבים בבת אחת) לצורה סידורית (קצת בכל פעם) או להפך.לדוגמה, במערכות תקשורת דיגיטלית, לעתים קרובות יש לשלוח נתונים ברצף, ו- 74LS76 מסייע במשימה זו על ידי העברת קטעים כראוי דרך המעגל.

רישומי זיכרון ובקרה

74LS76 משמש לרוב במחשבים ובמעבדי מיקרו כחלק מרישומי הזיכרון והבקרה.רישומים אלה פועלים כמו אזורי אחזקה זמניים לנתונים שהמעבד עובד איתם כעת.רישומי בקרה מחזיקים במידע המספר למעבד כיצד לפעול או מה לעשות הלאה, בעוד שרשומי זיכרון מאחסנים נתונים המחושבים או מעובדים.74LS76 עובד כאן טוב מכיוון שתכנון הכפכפים שלו מאפשר לו לאחסן נתונים בצורה יציבה עד שהמעבד זקוק להם.

דלפקים

74LS76 משמש בדרך כלל גם במונים, שהם מכשירים הסופרים דברים כמו מספר הפולסים מאותות שעון או מספר האירועים המתרחשים לאורך זמן.דלפקים משמשים ליצירת מכשירים המנהלים תזמון, מודדים תדרים או לעקוב אחר כמה פעמים מתרחש משהו.הכפכף 74LS76 משנה את מצבו עם כל דופק שעון, המאפשר לו לספור כלפי מעלה או כלפי מטה, תלוי איך הוא מחובר במעגל.

תפסים

במצבים מסוימים יש צורך להחזיק פיסת נתונים ספציפית עד שפקודה או איתות חדשים יגידו למעגל לשנות אותו.זה המקום בו ה- 74LS76 שימושי במעגלי תפס.מעגל תפס אוחז בפיסת נתונים עד שקלט אומר לו להשתנות.תכונה זו שימושית במערכות שצריכות לשמור על פלט יציב, כגון בעת ​​החזקת כתובות זיכרון או ניהול מאגרי נתונים זמניים במערכות תקשורת.

מעגלי EEPROM

ניתן להשתמש ב- 74LS76 גם במעגלים עם EEPROM (זיכרון לקריאה בלבד שניתן לתכנות חשמלי), שהם שבבי זיכרון שניתן לכתוב להם ולמחוק אותם באופן חשמלי.בעוד ש- 74LS76 אינו מאחסן נתונים עצמם, הוא מסייע בניהול האותות השולטים על זרימת הנתונים אל ה- EEPROM וממנה.מבנה ההכפכף של ה- 74LS76 עוזר לעקוב אחר אותות בקרה חשובים ומבטיח את העיתוי המתאים לקריאה או כתיבת נתונים, מה שמסייע ל- EEPROM לעבוד כראוי.

ICS וחלופות מקבילות

אם ה- 74LS76 אינו זמין, ניתן להשתמש במעגלים משולבים אחרים כדי לבצע את אותה העבודה.חלק מה- ICS המקבילה הנפוצה כוללים את 74LS73, MC74HC73A ו- SN7476.ל- ICS אלה פונקציות דומות ולעתים קרובות ניתן להשתמש בהן במקום 74LS76.שבבי כפכפים אלטרנטיביים אחרים של JK, כמו 74LS107 ו- 4027B, יכולים גם לשרת את אותה מטרה ברוב המעגלים.אמנם אלטרנטיבות אלה עשויות להיות הבדלים קלים באופן בו הם עובדים, כמו שצריך כוח פחות או יותר או לרוץ במהירויות שונות, אך בדרך כלל ניתן להחליף אותן מבלי לגרום לבעיות במעגל.

מַסְקָנָה

74LS76 הוא שבב כפכף JK שימושי המסייע לאחסון ושליטה על נתונים במעגלים דיגיטליים.שני הכפכפים שלה, יחד עם בקרות קלט ופלט שונות, מאפשרים לו לטפל בנתונים בינאריים ולעבוד עם אותות תזמון בצורה יעילה.זה הופך את זה לבחירה נפוצה למשימות כמו ספירה, אחסון זיכרון והעברת נתונים ממקום למקום.על ידי למידה על חיבורי ה- PIN שלה וכיצד היא פועלת, אתה יכול לראות כיצד ה- 74LS76 משתלב במגוון רחב של פרויקטים של אלקטרוניקה.בין אם אתה בונה דלפק, ניהול זיכרון או איתותי עיבוד, שבב זה יכול לעזור לך לעשות זאת בצורה יעילה ואמינה.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. מהן התכונות והפונקציות העיקריות של כפכפי ה- JK הכפול 74LS76?

ה- 74LS76 הוא שבב קטן שיש בו שני כפכפי JK נפרדים בפנים.כפכפים אלה יכולים לאחסן ולשנות נתונים בינאריים (0 או 1).התכונות העיקריות כוללות כניסות שכותרתו J ו- K, קלט שעון ופונקציות מוגדרות מראש וברורות מיוחדות.זה מגיב לשינויים באות השעון, כלומר הוא משתנה כאשר אות השעון עובר מנמוך לגבוה או גבוה עד נמוך.הוא משמש לאחסון נתונים, לדפדף בין שתי מדינות ולספירה במעגלים דיגיטליים.

2. כיצד קלט השעון משפיע על פעולת ה- Flip-flip של 74LS76?

כניסת השעון שולטת כאשר הכפכף יבדוק את כניסות J ו- K כדי להחליט אם עליו לשנות את מצבה.הכפכף ישתנה רק ברגע המדויק בו אות השעון עולה או נופל.אם אין שינוי אות השעון, הכפכף אוחז במצבו הנוכחי.אז קלט השעון הוא מה שמפעיל או "מפעיל" את הכפכף כדי לבצע את עבודתו בזמן הנכון.

3. מהן תצורות ה- PIN ותפקידיהם בכפכף ה- JK הכפול 74LS76?

ל- 74LS76 יש 16 סיכות, כאשר לכל כפכף בתוך השבב יש קבוצה משלו של תשומות ויציאות משלו.סיכות J ו- K מחליטות כיצד יתנהג הכפכף (נקבע או איפוס).סיכת השעון (CLK) מפעילה את השינוי במצב.סיכות ההגדרה (PRE) ו- CLEAR (CLR) מכריחות את הפלט להיות 1 (ON) או 0 (כבוי) באופן מיידי, מבלי לחכות לאות השעון.התפוקות הן Q ו- Q ', כאשר Q' הוא בדיוק ההפך מ- Q. יש גם סיכות לחיבור כוח (VCC) ו- Ground (GND).

4. כיצד ניתן להשתמש ב- 74LS76 בעיצוב מונים ומעגלים דיגיטליים?

74LS76 משמש לרוב לייצור דלפקים על ידי חיבור של יותר מכפכף אחד ברציפות.הפלט של כפכף אחד יכול לעורר את הבא, ולאפשר להם לספור בבינארי, מה שאומר לעבור רצף של 0s ו- 1s.תכונת ההחלפה של פליפ-פלופ, המתרחשת כאשר J וגם K מוגדרים לגובה, הופך אותה לשימושית מאוד עבור מעגלים דיגיטליים שצריכים לספור או להחליף מצבים בצורה מסודרת, כמו מחלקות או מערכות תדרים העוקבות אחר סדר הצעדים.

5. מהם היישומים והחלופות הנפוצות עבור כפכף JK 74LS76?

74LS76 משמש במכשירים כמו אחסון זיכרון, מחלקות תדרים, מונים בינאריים ורישומי משמרת.כל אלה הם כלים העובדים עם נתונים בינאריים, ספירה או חתיכות מסביב.אם ה- 74LS76 אינו זמין, ישנם שבבים אחרים כמו 74LS73, 74LS107 ו- SN7476 שיכולים לעשות את אותה העבודה.יש להם תכונות דומות אך עשויות להשתמש בכמויות כוח שונות במקצת של כוח או להגיב לאותות בצורה שונה במקצת.