O 74HC74AN é um circuito integrado lógico CMOS contendo dois flip-flops tipo D (Dual D Flip-Flop), com SET e RESET assíncronos independentes. Cada flip-flop possui entrada de dados D, entrada de clock CP, entrada de SET, entrada de RESET e duas saídas complementares Q e Q̅.

A função principal é armazenar um bit de informação e transferi-lo para a saída Q na borda de subida do clock.

Identificação

Característica	Informação
Fabricante original	Motorola
Código	74HC74AN
Tipo	Dual D Flip-Flop
Quantidade	2 flip-flops
Tecnologia	CMOS
Família	74HC
Entradas de dados	2 × D
Clock	2 × CP
Set	2 × SET assíncrono
Reset	2 × RESET assíncrono
Saídas	2 × Q e 2 × Q̅
Disparo	Borda de subida do clock
Alimentação	2,0 a 6,0 V
Corrente de entrada	até aproximadamente 1 µA
Encapsulamento	DIP-14, no sufixo N
Aplicações	memória de 1 bit, divisores de frequência, contadores, sincronização e lógica sequencial

A documentação da família MC74HC74A especifica dois flip-flops D, com SET, RESET e CLOCK individuais, transferência de D para Q na borda positiva do clock e saídas Q e Q̅ disponíveis.

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1. O que é um flip-flop D?

O 74HC74AN é fundamentalmente um dispositivo de memória digital.

Cada flip-flop consegue armazenar:

1 bit

Como existem dois flip-flops dentro do CI:

2 × 1 bit = 2 bits

Podemos representar cada um assim:

┌───────────────┐

D ──────────►│ │───► Q

│ FLIP-FLOP D │

CLOCK ──────►│ │───► Q̅

│ │

SET ────────►│ │

RESET ──────►│ │

└───────────────┘

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2. Funcionamento do D Flip-Flop

A entrada D contém o dado que desejamos armazenar.

O clock determina o momento em que esse dado será capturado.

No 74HC74, a transferência ocorre na borda de subida do clock:

CLOCK

 

↑

│

───────┘

captura D

Por exemplo:

D = 1

 

CLOCK

┌───

─────┘

 

Q = 1

Se posteriormente:

D = 0

isso não altera imediatamente Q.

Q somente será atualizado quando ocorrer a próxima borda de subida do clock.

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3. Exemplo de armazenamento

Suponha:

D = 1

Antes da borda:

Q = 0

Quando ocorre:

CLOCK ↑

o flip-flop captura:

D = 1

e passa a:

Q = 1

Q̅ = 0

Depois podemos alterar D:

D = 0

mas:

Q continua = 1

até ocorrer outra borda de subida.

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4. Saída complementar Q̅

Cada flip-flop possui duas saídas:

• Q
• Q̅

Elas são complementares.

Q	Q̅
0	1
1	0

Isso permite obter simultaneamente o sinal normal e o sinal invertido.

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5. SET e RESET assíncronos

Uma característica muito importante do 74HC74AN é que cada flip-flop possui:

• SET
• RESET

e ambos são assíncronos.

Isso significa que eles podem alterar o estado do flip-flop independentemente do clock.

Por exemplo, o RESET pode forçar:

Q = 0

Q̅ = 1

sem esperar pelo clock.

Da mesma forma, SET pode forçar:

Q = 1

Q̅ = 0

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6. SET e RESET são ativos em LOW

No 74HC74, as entradas de controle assíncrono são normalmente representadas como:

PRE/SET̅

e

CLR/RESET̅

O traço sobre o sinal indica que são ativas em nível LOW.

Portanto:

RESET = LOW

Força:

Q = 0

Q̅ = 1

SET = LOW

Força:

Q = 1

Q̅ = 0

Quando SET e RESET estão HIGH, o flip-flop funciona normalmente através do clock.

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7. Tabela funcional simplificada

Para operação normal:

SET	RESET	CLOCK	D	Q
1	1	↑	0	0
1	1	↑	1	1
1	1	sem ↑	X	mantém
0	1	X	X	1
1	0	X	X	0

Onde:

↑ = borda de subida

X = indiferente

mantém = conserva o estado anterior

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8. Os dois flip-flops são independentes

Internamente temos:

74HC74AN

 

FLIP-FLOP A

D1 ─────────►

CLK1 ───────►

SET1 ───────►

RESET1 ─────►

│

├── Q1

└── Q̅1

 

 

FLIP-FLOP B

D2 ─────────►

CLK2 ───────►

SET2 ───────►

RESET2 ─────►

│

├── Q2

└── Q̅2

Portanto, podemos usar os dois circuitos para funções completamente diferentes.

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9. Aplicações

O 74HC74AN pode ser utilizado como:

Memória de 1 bit

Cada flip-flop armazena um estado lógico.

Divisor de frequência

Se conectarmos:

Q → D

o flip-flop pode funcionar como um toggle, invertendo seu estado a cada clock.

Nesse caso:

Fout = Fin / 2

Isso permite utilizar o 74HC74 em divisores de frequência.

Contadores

Dois ou mais flip-flops podem ser conectados para formar circuitos contadores.

Registradores

Vários flip-flops D podem formar um registrador paralelo.

Sincronização

Pode ser utilizado para sincronizar sinais digitais com um clock.

Detecção/armazenamento de eventos

Um pulso pode alterar o estado armazenado até que outro circuito faça o RESET.

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10. Tecnologia 74HC

O HC significa:

High-Speed CMOS

O componente utiliza tecnologia CMOS e possui:

• baixo consumo;
• alta impedância de entrada;
• boa imunidade a ruído;
• ampla faixa de alimentação.

A documentação especifica alimentação de 2,0 a 6,0 V para a versão HC.

Isso permite utilização em sistemas de 3,3 V e 5 V, desde que os níveis elétricos e demais limites sejam respeitados.

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11. Capacidade de acionamento

A documentação do MC74HC74A especifica capacidade de acionamento equivalente a aproximadamente 10 cargas LSTTL, além de interface direta com circuitos CMOS, NMOS e TTL nas condições especificadas.

A corrente de entrada é muito baixa, da ordem de 1 µA, característica típica da tecnologia CMOS.

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12. Complexidade interna

É interessante observar que esse pequeno CI contém uma quantidade considerável de transistores.

A documentação da Motorola/onsemi informa aproximadamente:

136 FETs

ou aproximadamente:

34 portas equivalentes

para a versão MC74HC74A.

Isso mostra que, apesar de externamente parecer um simples CI de 14 pinos, internamente existe uma estrutura lógica relativamente complexa.

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13. Encapsulamento

O 74HC74AN corresponde à versão N, tradicionalmente associada ao encapsulamento DIP-14.

Isso significa:

• 14 terminais;
• montagem Through-Hole;
• fácil utilização em protoboard;
• soldagem convencional em PCB.

A documentação histórica da Motorola identifica especificamente o MC74HC74AN entre as variantes do componente.

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14. Diferença entre 74HC74 e 74HCT74

Não confunda:

74HC74

com:

74HCT74

O HC utiliza níveis de entrada CMOS, enquanto o HCT possui entradas compatíveis com níveis TTL. A própria documentação especifica faixa de 2,0–6,0 V para HC e 4,5–5,5 V para HCT.

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15. Resumo técnico

74HC74AN — Motorola

• Tipo: Dual D Flip-Flop
• Quantidade: 2 flip-flops
• Memória: 2 bits
• Disparo: borda de subida
• Entrada: D
• Clock: CP
• Set: assíncrono
• Reset: assíncrono
• Saídas: Q e Q̅
• Tecnologia: CMOS
• Alimentação: 2,0–6,0 V
• Entrada: alta impedância
• Baixo consumo
• Alta imunidade a ruído
• Encapsulamento: DIP-14
• Montagem: Through-Hole
• Fabricante/marcação histórica: Motorola