d触发器是数字电路中的一种基本电路单元，其本身具有存储功能，可以将输入信号的状态保持并传递到输出端。d触发器在数字电路设计中具有重要的应用，如计数器、寄存器、时序电路等。本文将详细介绍d触发器的工作原理。
d触发器的结构
d触发器包括两个输入引脚，d和时钟，以及两个输出引脚，q和q'。d触发器的结构如图所示：
其中，d、clk、q和$\bar{q}$（或称q'）分别表示输入信号、时钟、输出信号和输出信号的反相信号。
d触发器的工作原理
d触发器的工作原理可以简单分为两个阶段，分别为“存储”和“传递”两个过程。
1. 存储过程
初始时，q和$\bar{q}$的输出电平为零。当时钟为高电平时，输入信号d的电平被存储在d触发器中。也就是说，当d触发器接收到时钟信号的上升沿时，会将输入信号d的状态存储在其内部，然后在时钟信号下降沿时锁定该状态。由于只有在时钟信号为高电平时，才会发生状态的记忆，因此这类d触发器被称为“上升沿d触发器”或“正沿触发器”。
在存储阶段，d触发器采用正反馈电路结构，将其输入信号通过反馈电路传递，保持输入信号状态的稳定，直到时钟信号下降沿发生。
2. 传递过程
在存储过程结束后，d触发器将保留存储的输入状态并开始传递到输出端。
在时钟信号下降沿发生时，d触发器输出q的电平将变为输入d的电平，而输出$\bar{q}$则取反输入d的电平。这个过程可以理解为“传递”，也就是将存储在d触发器输入端的状态传递到其输出端。
因此，d触发器可以实现对输入信号的存储和传递，具有较高的稳定性和可靠性。
d触发器的应用
d触发器在数字设计中有广泛的应用，例如：
1. 时序电路和序列电路设计中，d触发器作为存储单元可以用于实现计数器和寄存器等功能;
2. d触发器可以与其他触发器组合使用，用于生成复杂的时序信号，如位移寄存器、计数器等;
3. d触发器可以用于控制信号以及逻辑功能实现。
总之，d触发器在数字设计中是一种重要的基本电路单元，它具有存储和传递信号的能力，常用于计数器、寄存器和时序电路等应用场合。对于数字电路设计者，理解d触发器的工作原理和实际应用是必要的。