Dual J-K Flip-Flops (with Preset and Clear) The HD74HC76P is a dual JK flip-flop manufactured by Hitachi. Here are its key specifications:

- **Technology**: High-Speed CMOS (HC)
- **Supply Voltage Range**: 2V to 6V
- **High-Level Input Voltage (Min)**: 2V (at VCC = 4.5V)
- **Low-Level Input Voltage (Max)**: 0.8V (at VCC = 4.5V)
- **Operating Temperature Range**: -40°C to +85°C
- **Propagation Delay**: 14 ns (typical at VCC = 4.5V, CL = 15pF)
- **Output Current**: ±5.2 mA (at VCC = 4.5V)
- **Package**: DIP-16 (Plastic Dual In-Line Package)
- **Features**: 
  - Asynchronous preset and clear inputs
  - Edge-triggered clock inputs
  - Buffered inputs and outputs
  - Compatible with TTL levels

This information is based on Hitachi's datasheet for the HD74HC76P.

Dual J-K Flip-Flops (with Preset and Clear) # Technical Documentation: HD74HC76P Dual J-K Flip-Flop with Preset and Clear

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The HD74HC76P is a dual J-K flip-flop with asynchronous preset and clear inputs, making it suitable for various digital logic applications:

*  Frequency Division Circuits : Each flip-flop can divide input frequency by 2, with cascaded configurations achieving higher division ratios (÷4, ÷8, ÷16, etc.)
*  Data Storage Elements : Temporary storage in register applications and data buffering systems
*  Synchronization Circuits : Synchronizing asynchronous signals to a clock domain
*  State Machine Implementation : Building sequential logic for control systems and finite state machines
*  Pulse Shaping : Converting irregular input signals to clean, clock-synchronized outputs
*  Counter Applications : As building blocks for ripple counters and synchronous counters

### Industry Applications
*  Consumer Electronics : Remote control systems, digital displays, and timing circuits
*  Automotive Systems : Dashboard electronics, sensor interfacing, and control modules
*  Industrial Control : PLC timing circuits, sequence controllers, and process monitoring
*  Telecommunications : Clock recovery circuits and signal conditioning
*  Test and Measurement Equipment : Frequency counters and timing generators
*  Computer Peripherals : Interface timing control and data buffering

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
*  High-Speed Operation : Typical propagation delay of 13 ns (VCC = 4.5V, CL = 15pF, Ta = 25°C)
*  Low Power Consumption : CMOS technology provides typical static current of 4 μA
*  Wide Operating Voltage : 2.0V to 6.0V range allows compatibility with various logic families
*  Asynchronous Controls : Independent preset and clear inputs override clock and data inputs
*  Temperature Stability : Operating range of -40°C to +85°C for industrial applications
*  Noise Immunity : Typical noise margin of 30% of VCC

 Limitations: 
*  Setup and Hold Time Requirements : Must be observed for reliable operation (typically 20 ns setup, 5 ns hold)
*  Limited Drive Capability : Output current limited to ±4 mA (VCC = 4.5V)
*  Clock Edge Sensitivity : Only responds to one clock edge (negative edge-triggered)
*  Power Supply Sensitivity : Requires clean power supply with proper decoupling
*  Fan-out Limitations : Maximum of 10 LS-TTL loads

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

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

 Pitfall 2: Insufficient Decoupling 
*  Problem : Switching noise causing false triggering or reduced noise margins
*  Solution : Place 0.1 μF ceramic capacitor within 1 cm of VCC pin, with additional bulk capacitance (10 μF) for multiple devices

 Pitfall 3: Clock Signal Integrity Issues 
*  Problem : Excessive clock rise/fall times causing unreliable triggering
*  Solution : Ensure clock edges < 500 ns (VCC = 4.5V) using proper buffering and termination

 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 VCC or GND through 1 kΩ resistor

### Compatibility Issues with Other Components

 Mixed Logic Families: 
*  HC to TTL Interface : Requires pull-up resistors (2.

Dual J-K Flip-Flops (with Preset and Clear) The HD74HC76P is a dual J-K flip-flop with preset and clear functions, manufactured by Hitachi (now part of Renesas Electronics). Below are its key specifications:

1. **Technology**: High-Speed CMOS (HC)  
2. **Supply Voltage Range**: 2V to 6V  
3. **Operating Temperature Range**: -40°C to +85°C  
4. **High Noise Immunity**: CMOS level  
5. **Output Drive Capability**: 10 LSTTL loads  
6. **Propagation Delay**: Typically 18 ns at 5V  
7. **Input Current**: ±1 µA (max)  
8. **Package**: 16-pin DIP (Plastic)  
9. **Logic Family**: 74HC  
10. **Features**:  
   - Dual J-K flip-flops with individual clock, preset, and clear inputs  
   - Direct clear and preset override clocking  
   - Edge-triggered clocking  

For exact details, refer to the official datasheet from Renesas or Hitachi.

Dual J-K Flip-Flops (with Preset and Clear) # Technical Documentation: HD74HC76P Dual J-K Flip-Flop with Preset and Clear

## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The HD74HC76P 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, enabling creation of binary counters and frequency dividers
-  Data Synchronization : Synchronizing asynchronous data inputs to a system clock domain
-  State Machine Implementation : Fundamental building block for sequential logic circuits and finite state machines
-  Shift Registers : When cascaded, can form serial-in/serial-out or serial-in/parallel-out shift registers
-  Pulse Shaping : Converting irregular input pulses to clean, clock-synchronized output signals

### 1.2 Industry Applications
-  Consumer Electronics : Remote control systems, digital clocks, and timing circuits
-  Automotive Systems : Dashboard displays, sensor data synchronization, and control unit timing circuits
-  Industrial Control : Programmable logic controllers (PLCs), motor control timing, and process sequencing
-  Telecommunications : Data packet synchronization and clock recovery circuits
-  Test and Measurement Equipment : Frequency counters, timing generators, and digital oscilloscope trigger circuits

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

 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 allows flexibility in system design
-  Direct Preset and Clear : Asynchronous control inputs for immediate state setting
-  High Noise Immunity : Standard CMOS noise margin of approximately 30% of VCC

 Limitations: 
-  Negative-Edge Triggering : May require additional inversion for positive-edge triggered systems
-  Limited Drive Capability : Output current limited to ±4 mA (HC series standard)
-  Temperature Sensitivity : Performance varies across industrial temperature range (-40°C to +85°C)
-  Clock Skew Sensitivity : Requires careful clock distribution in synchronous systems

## 2. Design Considerations

### 2.1 Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Metastability in Asynchronous Inputs 
-  Problem : When preset or clear inputs change near the clock edge, outputs may enter metastable states
-  Solution : Ensure preset/clear signals are stable for at least setup time before and hold time after clock edges

 Pitfall 2: Insufficient Decoupling 
-  Problem : Simultaneous switching outputs causing ground bounce and supply droop
-  Solution : Place 100 nF ceramic capacitor within 10 mm of VCC pin, with low-inductance connection to ground

 Pitfall 3: Unused Input Handling 
-  Problem : Floating inputs causing excessive current consumption and erratic behavior
-  Solution : Tie unused J, K, preset, and clear inputs to VCC or GND through 1 kΩ resistor

### 2.2 Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Compatibility: 
-  With 5V TTL : Directly compatible when VCC = 5V (HC series provides TTL-compatible inputs)
-  With 3.3V Logic : Requires level shifting when interfacing with 3.3V devices
-  With Older 4000 Series CMOS : Check voltage ranges; HD74HC76P operates at higher speeds

 Timing Considerations: 
-  Clock Distribution : When driving multiple flip-flops, use buffer ICs (74HC244) to maintain timing integrity
-  Mixed Technology Systems : Account for different propagation