Dual J-K Flip-Flops (with Preset and Clear) The HD74HC76FPEL is a dual J-K flip-flop with preset and clear functions, manufactured by Hitachi (HIT). Here are its key specifications:  

- **Logic Family:** HC (High-Speed CMOS)  
- **Supply Voltage Range:** 2V to 6V  
- **Operating Temperature Range:** -40°C to +85°C  
- **High-Speed Operation:** Propagation delay of 15 ns (typical at 5V)  
- **Low Power Consumption:** 4 µA (max) at 5V  
- **Output Drive Capability:** 5.2 mA (at 5V)  
- **Package Type:** FP (Plastic SOP)  
- **Pin Count:** 16  
- **Features:**  
  - Dual J-K flip-flops with independent clock, preset, and clear inputs  
  - Direct clear and preset override synchronous operation  
  - Balanced propagation delays  

This information is based on Hitachi's datasheet for the HD74HC76FPEL.

Dual J-K Flip-Flops (with Preset and Clear) # Technical Documentation: HD74HC76FPEL Dual J-K Flip-Flop with Preset and Clear

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The HD74HC76FPEL is a dual J-K flip-flop with asynchronous preset and clear inputs, making it suitable for various digital logic applications:

-  Frequency Division : Each flip-flop can divide input clock frequency by 2, enabling creation of binary counters and frequency dividers
-  Data Storage : Temporary storage of binary data in registers and memory elements
-  State Machines : Fundamental building block for sequential logic circuits and finite state machines
-  Synchronization : Synchronizing asynchronous signals to a clock domain
-  Pulse Shaping : Converting irregular input pulses to clean, clock-synchronized outputs

### Industry Applications
-  Consumer Electronics : Remote controls, digital clocks, and timing circuits
-  Automotive Systems : Dashboard displays, sensor data processing, and control units
-  Industrial Control : PLCs, motor control circuits, and process timing systems
-  Telecommunications : Signal processing, data transmission synchronization
-  Computer Systems : Memory address registers, bus interface logic, and peripheral controllers

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High-Speed Operation : Typical propagation delay of 13 ns at VCC = 5V
-  Low Power Consumption : CMOS technology provides excellent power efficiency
-  Wide Operating Voltage : 2V to 6V supply range enables flexibility in system design
-  Asynchronous Control : Independent preset and clear inputs allow immediate state changes
-  Temperature Stability : Operates reliably across industrial temperature ranges (-40°C to +85°C)

 Limitations: 
-  Clock Edge Sensitivity : Only responds to falling clock edges (negative-edge triggered)
-  Setup/Hold Time Requirements : Requires careful timing consideration in high-speed applications
-  Limited Drive Capability : Output current limited to ±25mA for high-level and low-level outputs
-  No Schmitt Trigger Inputs : Inputs lack hysteresis, making them susceptible to noise in slow transition applications

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Metastability in Asynchronous Inputs 
-  Problem : When preset or clear inputs change near clock edges, outputs may enter metastable states
-  Solution : Synchronize asynchronous signals using additional flip-flop stages or ensure timing margins exceed specified setup/hold times

 Pitfall 2: Insufficient Decoupling 
-  Problem : Switching noise affecting multiple flip-flops simultaneously
-  Solution : Implement 0.1μF ceramic capacitors close to VCC and GND pins, with bulk capacitance (10μF) for the entire circuit

 Pitfall 3: Clock Skew Issues 
-  Problem : Unequal clock arrival times causing timing violations
-  Solution : Use balanced clock tree routing and consider buffer insertion for clock distribution

 Pitfall 4: Unused Input Handling 
-  Problem : Floating inputs causing excessive current consumption and erratic behavior
-  Solution : Tie unused J, K, preset, and clear inputs to appropriate logic levels (VCC or GND)

### Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Compatibility: 
-  With 5V TTL : Directly compatible when operating at 5V supply
-  With 3.3V Logic : Requires level shifting when interfacing with lower voltage systems
-  With Older 4000-series CMOS : Compatible but may require pull-up resistors for optimal performance

 Timing Considerations: 
-  Mixed Technology Systems : When interfacing with slower components, ensure clock periods accommodate worst-case propagation delays
-  Fan-out Limitations : Maximum of 10 LS-TTL loads; for higher fan-out, use buffer ICs

 Power Sequencing: 
-

Dual J-K Flip-Flops (with Preset and Clear) The HD74HC76FPEL is a dual JK flip-flop integrated circuit manufactured by Hitachi. Here are its specifications based on Ic-phoenix technical data files:

- **Manufacturer**: Hitachi  
- **Logic Family**: HC (High-Speed CMOS)  
- **Function**: Dual JK Flip-Flop with Preset and Clear  
- **Supply Voltage Range**: 2V to 6V  
- **Operating Temperature Range**: -40°C to +85°C  
- **Package Type**: Plastic DIP (Dual In-line Package)  
- **Pin Count**: 16  
- **High-Level Input Voltage (min)**: 2V  
- **Low-Level Input Voltage (max)**: 0.8V  
- **Propagation Delay (typical)**: 13 ns at 5V supply  
- **Output Current (max)**: ±5.2 mA  
- **Features**:  
  - Asynchronous preset and clear inputs  
  - Edge-triggered clocking  
  - Buffered inputs and outputs  

This information is strictly factual and derived from the available knowledge base.

Dual J-K Flip-Flops (with Preset and Clear) # Technical Documentation: HD74HC76FPEL Dual J-K Flip-Flop with Preset and Clear

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The HD74HC76FPEL is a dual J-K negative-edge-triggered flip-flop with individual J, K, clock, preset, and clear inputs. Typical applications include:

-  Frequency Division Circuits : Each flip-flop can divide the input frequency by 2, making cascaded configurations useful for binary counters and frequency synthesizers
-  Data Storage/Registers : Temporary storage of binary data in digital systems
-  Synchronization Circuits : Synchronizing asynchronous signals to a clock domain
-  State Machine Implementation : Fundamental building block for sequential logic circuits
-  Pulse Shaping : Converting irregular pulses into clean, clock-synchronized signals

### Industry Applications
-  Consumer Electronics : Remote control systems, digital displays, and timing circuits
-  Automotive Systems : Dashboard electronics, sensor interfacing, and control modules
-  Industrial Control : PLCs, motor control timing, and process sequencing
-  Telecommunications : Signal processing and timing recovery circuits
-  Computer Peripherals : Keyboard/mouse interfaces and peripheral controllers

### Practical Advantages
-  High-Speed Operation : Typical propagation delay of 13 ns at VCC = 5V
-  Low Power Consumption : CMOS technology provides low static power dissipation
-  Wide Operating Voltage : 2V to 6V supply range
-  High Noise Immunity : Standard CMOS noise margin of approximately 1V
-  Direct LSTTL Compatibility : Can interface directly with LSTTL logic levels

### Limitations
-  Negative-Edge Triggering : May require additional inversion for positive-edge systems
-  Limited Drive Capability : Output current limited to ±25 mA (absolute maximum)
-  Temperature Sensitivity : Performance varies across -40°C to +85°C operating range
-  Setup/Hold Time Requirements : Requires careful timing consideration in high-speed applications

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Metastability in Asynchronous Inputs 
-  Problem : Asynchronous preset/clear inputs can cause metastable states when used near clock edges
-  Solution : Synchronize asynchronous signals using additional flip-flops or ensure timing margins exceed specified minimums

 Pitfall 2: Clock Skew in Parallel Configurations 
-  Problem : Unequal clock arrival times in multi-flip-flop designs
-  Solution : Implement balanced clock distribution networks and maintain equal trace lengths

 Pitfall 3: Insufficient Bypassing 
-  Problem : Power supply noise causing erratic behavior
-  Solution : Place 0.1 μF ceramic capacitors within 5 mm of each VCC pin

### Compatibility Issues
-  Voltage Level Translation : When interfacing with 3.3V systems, ensure proper level shifting as inputs are not 5V tolerant
-  Mixed Logic Families : Direct compatibility with LSTTL but may require pull-up resistors when driving from open-collector outputs
-  Fan-out Limitations : Maximum of 10 LSTTL loads per output; buffer when driving heavier loads

### PCB Layout Recommendations
```
Power Distribution:
1. Use star topology for power distribution to minimize ground bounce
2. Implement separate analog and digital ground planes with single-point connection
3. Maintain VCC and GND trace width ≥ 20 mil for every 100 mA of current

Signal Routing:
1. Keep clock signals away from asynchronous inputs (preset/clear)
2. Route critical signals (clock, preset, clear) with controlled impedance (50-75Ω)
3. Maintain minimum 3W spacing between parallel traces (W = trace width)

Component Placement:
1. Position bypass capacitors as close as possible to VCC pins
2. Group