智能仪器讲义(新版本)
智能仪器-课件1精品文档
2019/10/16
2019/10/16
2.仪器仪表的重要性
1）仪器及检测技术已成为促进当代生产的主流环节、 仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一；
将单片或多片的 微机芯片与仪器 有机地结合在一 起形成的单机。
以个人计算机(PC)为核 心的应用扩展型测量仪 器。个人计算机仪器或 称微机卡式仪器。
2019/10/16
传感器
非 电 量
输出通道 单片机或
D/A A/D
DSP RAM、
EPROM I/O接口
电 输入通道 量
键盘、开关、 显示器
外部通信
智能仪器
• 主讲人 张重雄 教授
南京理工大学电光学院
南京理工大学在职研究生河南教育中心
2019/10/16
2019年12月
教学内容
第1章 概述 第2章 内嵌微处理器的智能仪器 第3章 虚拟仪器
2019/10/16
教学参考书
张重雄.虚拟仪器技术分析与设计
电子工业出版社
2019/10/16
第1章
概述
2019/10/16
1.4 智能仪器发展趋势
（1）微型化 （2）多功能化 （3）人工智能化 （4）网络化
2019/10/16
本章结束
南京理工大学电光学院
2019/10/16
• 王大珩院士：“能不能创造高水 平的科学仪器和设备体现了一个 民族、一个国家的创新能力。发 展科学仪器设备应当视为国家战 略”
•科学仪器是信息的源头 •科学仪器产业是信息产业
智能仪器课件第3版9122页
➢ 现场总线(Fieldbus)是计算机网络与生产过程 专用网络或工业控制网络与生产现场基层的自动化测 控设备之间传送信息的共同通路。 ➢ 现场总线是一种工业数据总线，是自动化领域 中,底层数据通信网络，是应用在生产现场，连接智 能现场设备和自动化测量控制系统的通信网络。 ➢在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数 字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信 的底层控制网络。 ➢它在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动 化系统中具有广泛的应用前景。
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7.5.2
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7.5.2
汽车内的CAN总线系统主要分为两部分，一种是动力 系统，另一种是舒适系统，动力系统由高速CAN总线 组成，传输速度快，能够达到500kb/s。汽车采用 CAN总线系统可以实现各ECU之间的信息共享，减 少不必要的线束和传感器。而且还可实现多ECU之间 的实时关联控制。
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现场总线系统技术特点：
7.5.1
●互可操作性和互用性 互可操作性，是指实现互联设备间、系统间的
信息传送与沟通；而互用则意味着不同生产厂家的性 能类似的实现可相互替 换。
●现场设备的智能化和功能自治性 传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分
散到现场 设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控 制的 基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。
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现场总线优越性:
7.5.1
2. 节省安装费用 现场总线系统的接线十分简单，一对双绞线或一条电 缆线通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒桥 架的用量大大减少，连线设计与校对的工作量也大大 减少。当需要增加现场设备时无需要增设新的电缆， 可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，又减少 了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程测算资 料表明，可节省安装费用60%以上。
智能仪器课件
三代仪器仪表： ●第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表 ●第二代为数字式仪器仪表 ●第三代就是智能式仪器仪表
智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器，它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用(表现为智能的延伸或加强等) 。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
2、八类测试计量仪器 ■几何量：长度、角度、形貌、相互位置、位移、距离测量仪器等 ■机械量：各种测力仪、硬度仪、加速度与速度测量仪、力矩测量仪、振动测量仪等 ■热工量：温度、湿度、流量测量仪器等 ▲光学参数：如光度计、光谱仪、色度计、激光参数测量仪、光学传递函数测量仪等。 ▲电离辐射：各种放射性、核素计量，X、γ射线及中子计量仪器等。
同学在学习和生活中，接触、使用或了解哪些仪器仪表？
★时间频率：各种计时仪器与钟表、铯原子钟、时 间频率测量仪等 ★电磁量：交、直流电流表、电压表、功率表、RLC测量仪、静电仪、磁参数测量仪等 ★无线电参数测量仪器 ：如示波器、信号发生器、相位测量仪、频谱分析仪、动态信号分析仪等。 ★集成电路测试仪器:
软件
插件
接口
插件
仪器插件
电源
PC总线
GPIB总线
扩展底板或外部插件箱
…
PC 机
USB 设备
个人仪器结构图
普通台式PCI
工控机PCI
笔记本PCI
微机扩展式
◆测量过程的软件控制： CPU→ 软件控制测量过程 “以软代硬” →灵活性强、可靠性强 ◆数据处理 ： 数字滤波、随机误、系统误差、非线性校准等处理→改善测量的精确度 相关、卷积、反卷积、幅度谱、相位谱、功率谱等信号分析→提供更多高质量的信息 ◆多功能化 ：一机多用(智能化电力需求分析仪)
智能仪器课件第3版 (4)[49页]
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4.7.1 条码的特点
（4）可携带和复印。条码作为一种平面的黑白相间的微小标 签形式，具有携带方便与容易复印的特性，是所有可流通识读 手段中最好的方法。 （5） 灵活实用。条码标识既可以作为一种识别手段单独使用， 也可以与有关识别设备组成系统实现自动化识别和自动化管理。 同时，在没有自动识别设备时，也可实现手工键盘输入。 （6） 易于制作、经济便宜。条形码称为“可印刷的计算机语 言”。条形码标签易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求， 设备也相对便宜。识别设备结构简单，操作容易。目前，条形 码被广泛用于大型超市的商品、火车票、产品流水线、登机牌 等物品的识别。 （7）具有寿命长和不可更改的特点。条形码用保护膜方式加 以保护，便可长期保存，不会变形，不会因为时间而损失信息。 而且，条形码不能被随意更改，可防止滥用。
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4.7.1 条码的特点
（1） 可靠性高。键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光 学字符识别技术出错率为万分之—，而采用条形码技术误码率 低于百万分之一。据统计，一维条形码的数据读入错误的概率 只有百万分之一，而二维条码的数据读入错误的概率仅为亿分 之一，相对于人工输入等其他数据录入方法来说，条形码数据 输入的方式具有非常高的可靠性。 （2） 输入速度快。与人工运用键盘输入相比，条形码输入的 速度是键盘输入的 5 倍，并能实现“即时输入”。如果采用二 维条码的记录及输入方式，则速度和效率会更高。 （3）采集信息量大。传统一维条形码的信息量为几十位字符， 二维条形码自身可携带有上千个字符的信息，能将标识的物品 信息全部反映出来。
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1、一维条码
一维条形码的用途非常广泛，不同的码制可用于不同 的应用领域。如
✓EAN 码是国际通用的符号体系，是一种长度固 定、无含意的条码，所表达的信息全部为数字， 主要应用于商品标识； ✓39码（Code 39）是目前用途广泛的一种条形码， 可表示数字、英文字母以及“−”、“.”、“/”、 “*” 等 44 个符号，其中“*”仅作为起始符和终止符； ✓93码（Code93）密度较高，能够替代39码； ✓ISBN用于图书管理； ✓25码主要应用于包装、运输以及国际航空系统的 机票顺序编号等。
智能仪器课件第3版8130页
7.2.4
当数据传送结束时，由主器件产生一个通信结束条 件，即在SCL线为高电平时，SDA产生正跳变。一次数 据传送结束，释放总线，使总线处于空闲状态。主机只 能在总线空闲的时侯启动传输 。
数据线稳定4 I2C 总线位传输
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7.2.4
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7.2.1
7.2.1 I 2 C 总线概述
I 2 C 总线特点：
(1)二线制总线，通过SDA及SCL两线在连接到总线 上 的器件之间传送信息，根据地址识别各器件。 (2)无中心主机的多主机总线，可在主机和分机之间 双向传送数据。各主机可任意同时发送而不破坏总 线 的数据。 (3)同步通信总线，同步时钟允许器件通过总线以不 同波特率通信，同时还可用作开始和停止串行口的 应答信号。
当SCL线为高电平、SDA线由低电平跳 变为高电平时为“结束”条件
起始条件
结束条件
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7.2.4
注意： I 2 C 总线上每次发送的数据字节数不受限制，
但每个字节必须为8位，而且每个字节后面必须跟 一个应答位（ACK）（第9位），也叫认可位。
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7.2.4
数据的传送过程: 数据传送时由主器件发出启动信号，即SCL为高
收器则，同第一一个个字节之I 后2 C主器总件线继上续最将数多据可发连送接到8所个选该择种的器从器件件。；
当方向位为“1”时，表示接收（读），此时，主器件由发送器变
成接收器，从器件由接收器变成发送器，主器件将从选择的从器
件读数据。
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7.2.4
注意：
主机发送地址后，系统中的其他器件都将自己的 地址和主器件送到总线上的地址进行比较，如果与主 器件发送到总线上的地址一致，则该器件即为被主器 件寻址的器件。
智能仪器课件1.1(2)
12
网络化测试系统主要由两大部分组成：
◆ 组成系统的基本功能单元 (PC 仪器、网络化测量仪器、
网络化传感器、网络化测量模块)； ◆ 连接各基本功能单元的通信网络。用于测试和控制的 网络与以信息共享为目的的信息网不同，前者采用工业 Ethernet，后者采用快速Ethernet。
构建网络化测试系统需考虑的问题：
6
（ 4 ） FPGA ／ CPLD 芯片的电路设计周期很短。软件 包中不但有各种输入工具和仿真工具，而且还有版图设 计工具和编程器等全线产品，电路设计人员在很短的时 间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真，直至最 后芯片的制作(物理版图映射)。当电路有少量改动时， 更能显示出FPGA／CPLD的优势。它大大加快了新产品的 试制速度，减少了库存风险与设计错误所带来的危险， 从而提高了企业在市场上的竞争能力和应变能力。
ASIC、FPGA/CPLD技术
FPGA/CPLD
FPGA（Field Programmable Gates Array），现场可编 程门阵列，这里的门指的是与或非逻辑电路，其内部结 构为门阵列构成的静态存储器（SRAM）。该SRAM可构成 函数发生器，即查找表，通过查找表可实现逻辑函数功 能。 CPLD（Complex Programmable Logic Device），复杂 可编程逻辑器件，其内部结构为“与或阵列”。该结构 来自于典型的PAL、GAL器件的结构。任意一个组合逻辑 都可以用“与-或”表达式来描述，所以该“与或阵列” 结构能实现大量的组合逻辑功能。
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FPGA/CPLD的数据处理能力较弱，现在发 展出了嵌入DSP的FPGA,可大大提高数据 处理速度。
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LabVlEW等图形化软件技术→虚拟仪器
智能仪器课件第3版 (8)[130页]
![智能仪器课件第3版 (8)[130页]](https://img.taocdn.com/s3/m/709846a0910ef12d2af9e77c.png)
连到总线上, 使信息在 I 2 C 器件之间传递。总线上数据
的传输速率在标准模式下可达100kbit/s，在快速模式 下可达400kbit/s，在高速模式下可达3.4Mbit/s。总线 长度可达25英尺，并且能支持40个组件。由于接口嵌入 组件，所以占用空间小，减少了电路板的空间，降低了 互联成本。
(6)支持NMOS、COMS、HCMOS等多种制造工 艺，并可用于测试和错误诊断。
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7.2.2
I 2 C 总线的术语
SDA（串行数据线） SCL（串行时钟线）
构成 I 2 C
注意：
总线上可以接若干个单片微机和外围器
件，每个器件可由唯一的地址确定，I 2 C
总线根据地址识别各器件。
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7.２ 内总线
内总线
（System Bus）
又称局部总线，是系统内部 各模块的公共信息通道
采用内总线的优点：
１．各模块的设计可通用化； ２．具有互换性，损坏一部分只须更换该部分即可； ３．只要留有足够的插口，随时可扩展系统的功能； ４．改变其中一些模块可以改变仪器的功能
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第7章 总线和数据通信技术
本章内容
7.1 概述 7.2 内总线 7.3 通用总线 7.4 串行通信接口
7.5 现场总线
7.6 8．6 短距离无线通 信技术
7.7 工业4.0相关的数据 通信技术
首页
第7章 总线和数据通信技术
在实际的测量和控制过程中，智能仪器和智 能仪器之间、智能仪器与计算机之间需要进行各 种信息的交换和传输，这种信息的交换和传输通 过仪器的通信接口按照一定的协议实现。
智能仪器课件5.1
26
非编码键盘的按键识别-行/列扫描法
以3x3非编码键盘为例，讨论行/列扫描法
寻找有无键按下
用输出指令输出数据， 当D3=D4=D5=0时,它使 所有的列接地，然后用 输入指令读入行 的信息，检查输入各行 (D0、D1、D2)是否为0， 若全都不为0，表示没有 键按下。若有一行的输 入信息为0，说明有键按 下，需进一步处理。
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“N键同时按下”技术不理会所有被按下的键， 直至只剩下一键按下时为止，或者将按键的信息 存入内部缓冲器中，这种方法成本较高。
“N键锁定”技术只处理一个键，任何其它按下 又松开的键不产生任何码。通常第一个按下或最 后一个松开的键产生码。这种方法最简单最常用。
键盘接口的任务可用硬件或软件来完成，相应地 出现了两大类键盘：编码键盘和非编码键盘。
键按下 键释放
前沿抖动
闭合稳定
后沿抖动 释放稳定
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软件抗抖动的方法
软件方法是指编制一段时间大于100ms的延时程
序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时
子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，
如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为该键已 稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影 响。同理，在检测到按键释放后，也同样要延迟 一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键
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R1Βιβλιοθήκη (Di) VoVi R2
S
V1
(Di) V 2
由基本R-S触发器构成的反弹跳电路
4.7 k a
4.7 k &
1
b
&
2
按键未按下时，a=0，b=1，输出Q=1。按 键按下时，因按键的机械弹性作用的影响， 使按键产生抖动。当开关没有稳定到达b 端时，因与非门2输出为0反馈到与非门1 的输入端，封锁了与非门1，双稳态电路 VCC 的状态不会改变，输出保持为1，输出Q (＋5 V) 不会产生抖动的波形。当开关稳定到达b Q 端时，因a=1，b=0，使Q=0，双稳态电路 状态发生翻转。当释放按键时，在开关未 稳定到达a端时，因Q=0，封锁了与非门2， 双稳态电路的状态不变，输出Q保持不变， 消除了后沿的抖动波形。当开关稳定到达 a端时，因a=0，b=1，使Q=1，双稳态电 路状态发生翻转，输出Q重新返回原状态。 由此可见，键盘输出经双稳态电路之后， 输出已变为规范的矩形方波。
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第一章键盘和显示控制接口电路单片机应用系统中为了控制系统的工作状态以及向系统中输入数据或者用户想知道当前的运行状态及某些过程值，常常设置键盘和显示器，以便实现简单的人——机对话，这就需要有键盘/显示器接口。
键盘/显示器接口电路可以由相应的控制电路实现，也可以由专用芯片来实现。
例如CH451就是一款基于串行总线的键盘显示控制芯片。
1.1 CH451芯片简介1.1.1 CH451的引脚说明CH451是一个整合了数码管显示驱动和键盘扫描控制以及μＰ监控的多功能外围芯片，通过3线或者可以级联的4线串行接口与单片机、DSP、微处理器等控制器交换数据。
CH451提供有28引脚的和24引脚的封装形式如图1.1，28脚与24脚在功能上稍有差别，它们的引脚定义见表1所列。
图1.1 CH451管脚封装图1.1.2 CH451特点（1）显示驱动●内置大电流驱动级，段电流不小于30mA，字电流不小于160mA。
●动态显示扫描控制，直接驱动8 位数码管或者64 位发光管LED。
●可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD 译码方式。
●字数据左移、右移、左循环、右循环。
●各数字独立闪烁控制。
●通过占空比设定提供16 级亮度控制。
●支持段电流上限调整，可以省去所有限流电阻。
●扫描极限控制，支持1 到8 个数码管，只为有效数码管分配扫描时间。
（2）键盘控制●内置64 键键盘控制器，基于8×8 矩阵键盘扫描。
●内置去抖动电路。
●键盘中断，低电平有效输出。
●提供按键释放标志位。
（3）外部接口●可选高速的4 线串行接口，支持芯片级联，时钟速度从0 到10MHz。
●可选简洁的3 线串行接口。
●内置RC 阻容振荡电路，同时支持外接阻容振荡。
●内置上电复位，提供高电平有效复位输出和低电平有效复位输出。
●内置看门狗电路Watch-Dog。
表1.1 CH451的引脚说明1.2 CH451显示驱动和键盘控制工作原理CH451 是一个多功能外围芯片，通过3线或者可以级联的4线串行接口与单片机交换数据。
它包含三个功能：数码管显示驱动、键盘扫描控制、μP 监控，三个功能之间相互独立，单片机可以通过操作命令分别启用、关闭、设定CH451 的任何一个功能。
图1.2 CH451外部接口方块图1.2.1 显示驱动CH451对数码管和发光管采用动态扫描驱动，顺序为DIG0至DIG7，当其中一个引脚吸入电流时，其它引脚则不吸入电流。
CH451内部具有大电流驱动级，可以直接驱动0.5英寸至2英寸的共阴数码管，段驱动引脚SEG6～SEG0分别对应数码管的段G～段A，段驱动引脚SEG7对应数码管的小数点，字驱动引脚DIG7～DIG0分别连接8个数码管的阴极(见图1.5(b))；CH451也可以连接8×8矩阵的发光二级管LED 阵列或者64 个独立发光管；CH451还可以通过外接反相驱动器支持共阳数码管，或者外接大功率管支持大尺寸的数码管。
CH451支持扫描极限控制，并且只为有效数码管分配扫描时间。
当扫描极限设定为1时，唯一的数码管DIG0将得到所有的动态驱动时间，从而等同于静态驱动；当扫描极限设定为8时，8个数码管DIG7～DIG0各得到1/8的动态驱动时间；当扫描极限设定为4时，4个数码管DIG3～DIG0各得到1/4的动态驱动时间，此时各数码管的平均驱动电流将比扫描极限为8时增加一倍，所以降低扫描极限可以提高数码管的显示亮度。
CH451将分配给每个数码管的显示驱动时间进一步细分为16等份，通过设定显示占空比支持16级亮度控制。
占空比的值从1/16 至16/16，占空比越大，数码管的平均驱动电流越大，显示亮度也就越高，但占空比与显示亮度之间是非线性关系。
CH451内部具有8个8位的数据寄存器，用于保存8个字数据，分别对应于CH451所驱动的8个数码管或者8组每组8个的发光二极管。
CH451支持数据寄存器中的字数据左移、右移、左循环、右循环，并且支持各数码管的独立闪烁控制，在字数据左右移动或者左右循环移动的过程中，闪烁控制的属性不受影响。
例如，可以设定CH451的字驱动引脚DIG3和DIG6所对应的数码管闪烁，而其余数码管不闪烁，在字数据左移后，仍然是DIG3和DIG6所对应的数码管闪烁。
CH451默认情况下工作于不译码方式，此时8个数据寄存器中字数据的位7～位0分别对应8个数码管的小数点和段G～段A，对于发光二极管阵列，则每个字数据的数据位唯一地对应一个发光二级管。
当数据位为1时，对应的数据管的段或者发光管就会点亮；当数据位为0时，则对应的数据管的段或者发光管就会熄灭。
例如，第三个数据寄存器的位0为1，所以对应的第三个数码管的段A点亮；第五个数据寄存器的位7为0，所以对应的第五个数码管的小数点熄灭。
通过设定，CH451还可以工作于BCD译码方式，该方式主要应用于数码管驱动，单片机只要给出二进制数BCD码，由CH451将其译码后直接驱动数码管显示对应的字符，简化了单片机译码的工作。
表1.2CH451工作于译码方式下的字符显示BCD译码方式是指对数据寄存器中字数据的位4～位0进行兼容BCD的译码，控制段驱动引脚SEG6～SEG0的输出，对应于数码管的段G～段A，同时用字数据的位7控制段驱动引脚SEG7的输出，对应于数码管的小数点，字数据的位6和位5不影响BCD译码的输出，可以是任意值。
数据寄存器中字数据的位4～位0进行BCD译码后，所对应的段G～段A以及数码管显示的字符见表1.2所列。
另外，在字数据的位4～位0 为11010B时，即使字数据的位7是0，数码管仍然直接显示.小数点字符，其段G～段A输出0，而小数点输出1。
由表1.2可知，如果需要在数码管上显示字符0，只要置入数据0xx00000B或者00H；需要显示字符0.（0带小数点），只要置入数据1xx00000B或者80H；反之，数据1xx01000B 或者88H对应于字符8.（8带小数点）；数据0xx10011B或者13H对应于字符=；数据0xx11010B 或者1AH对应于字符.（小数点）；数据0xx10000B或者10H对应于字符（空格，数码管没有显示）。
1.2.2 键盘扫描CH451的键盘扫描功能支持8×8矩阵的64 键键盘。
在键盘扫描期间，DIG7～DIG0引脚用于列扫描输出，SEG7～SEG0引脚都带有内部下拉，用于行扫描输入（见图1.5（c））；当启用键盘扫描功能后，DOUT引脚的功能由串行接口的数据输出变为键盘中断以及数据输出（见图1.5（a））。
CH451定期在显示驱动扫描过程中插入键盘扫描。
在键盘扫描期间，DIG7～DIG0引脚按照DIG0至DIG7的顺序依次输出高电平，其余7个引脚输出低电平；SEG7～SEG0引脚的输出被禁止，当没有键被按下时，SEG7～SEG0都被下拉为低电平；当有键被按下时，例如连接DIG3与SEG4的键被按下，则当DIG3输出高电平时SEG4检测到高电平；为了防止因为按键抖动或者外界干扰而产生误码，CH451实行两次扫描，只有当两次键盘扫描的结果相同时，按键才会被确认有效。
如果CH451检测到有效的按键，则记录下该按键代码，并通过DOUT 引脚产生低电平有效的键盘中断，此时单片机可以通过串行接口读取按键代码；在没有检测到新的有效按键之前，CH451不再产生任何键盘中断。
CH451不支持组合键，也就是说，同一时刻，不能有两个或者更多的键被按下。
CH451所提供的按键代码为7位，位2～位0是列扫描码，位5～位3是行扫描码，位6是状态码（键按下为1，键释放为0）。
例如，连接DIG3与SEG4的键被按下，则按键代码是1100011B或者63H，键被释放后，按键代码是0100011B或者23H，其中，对应DIG3的列扫描码为011B，对应SEG4的行扫描码为100B。
单片机可以在任何时候读取按键代码，但一般在CH451检测到有效按键而产生键盘中断时读取按键代码，此时按键代码的位6总是1，另外，如果需要了解按键何时释放，单片机可以通过查询方式定期读取按键代码，直到按键代码的位6为0。
表1.3是连接在DIG7～DIG0与SEG7～SEG0之间的键被按下时，CH451所提供的按键代码。
这些按键代码具有一定的规律，如果需要键被释放时的按键代码，则将表中的按键代码的位6置0，或者将表中的按键代码减去40H。
表1.3CH451的键盘编码表1.2.3 μP监控CH451 提供的μP监控包括上电复位和看门狗Watch-Dog。
单片机、DSP、微处理器等控制器的复位输入引脚可以根据需要直接连接到CH451的RST引脚或者RST#引脚，当CH451通电或者看门狗溢出时，RST引脚输出高电平有效的复位脉冲信号，RST#引脚输出低电平有效的复位脉冲信号。
CH451的上电复位脉冲信号同时作用于CH451芯片的内部电路，而看门狗复位脉冲信号不会对CH451芯片的内部电路起作用。
CH451的上电复位是指上电过程（从断电状态变为正常供电状态的过程）中产生的复位脉冲。
CH451的上电复位支持短至数微秒的快速上电过程和长达数秒的慢速上电过程，以及正常供电状态下电压偶尔降低到复位门限以下的情况，但对于正常供电状态下电源电压的小幅度波动以及各种短于数微秒的尖锋干扰，CH451不会产生复位信号。
为了减少CH451驱动大电流而产生的电源干扰，在设计印制电路板PCB时，应该紧靠CH451芯片，在正负电源之间并联一组电源退耦电容，包括至少一个容量不小于0.1uF的独石或者瓷片电容和一个容量不小于100uF的电解电容。
CH451在启用看门狗功能后，只要清除输入引脚DCLK的电平没有变化，看门狗计时器就会计时，当计满溢出周期时，就会产生看门狗复位脉冲信号。
为了避免计时溢出而产生复位信号，控制器应该定期变化DCLK的电平，及时清除看门狗的计时。
CH451的看门狗计时可以被下述的任何一个操作清除：上电复位、RSTI引脚的手工复位、DCLK从低电平变为高电平、DCLK从高电平变为低电平、DCLK从高电平变为低电平再立即恢复为高电平等。
启用看门狗功能后，当控制器的程序失控而使DCLK的电平长时间保持不变时，CH451就会输出看门狗复位脉冲信号，从而使控制器复位并重新进入正常工作状态。
1.3 CH451串行接口工作原理CH451的串行接口是由硬件实现的，控制器可以频繁地通过串行接口进行高速操作，而绝对不会降低CH451的工作效率。
1.3.1 串行接口与工作时序CH451具有硬件实现的高速4线串行接口，包括4根信号线：串行数据输入线DIN、串行数据时钟线DCLK、串行数据加载线LOAD、串行数据输出线DOUT。
其中，DIN、DCLK、LOAD 是带上拉的输入信号线，默认是高电平；DOUT在未启用键盘扫描功能时作为串行数据输出线，在启用键盘扫描功能后作为键盘中断和数据输出线，默认是高电平。