AT89S52单片机单相智能电表设计+流程图+仿真图(6)
5.3 功能参数与仿真结果
在软件程序编译无误和硬件电路电气规则测试都通过的情况下，进行系统的综合调试与仿真。根据仿真结果进行分析和总结，判定设计的单相智能电表的测量精度。
首先打开硬件电路图，将HEX文件载入AT89S52，再次进行电气规则检查，然后进行仿真测试，运行仿真电路，调整键盘输入不同的参数值，观察液晶显示器输出结果，根据输出结果进行参数调整，最后改变设定参数值，观察在不同参数下的输出结果对比并验证结果的准确性。实验测得数据如表2 所示。
表2 电能表测试数据(cosφ= 0. 5)
电流 参数 U（V） I（A） P（W）
2A 测量值 220.284 2.0012 221.687
误差 0.0953% 0.03447% 0.04013%
4A 测量值 220.284 4. 0074 442. 61
误差 0. 00726 % 0. 06509 % 0.04426 %
6A 测量值 220. 273 6. 0064 662. 884
误差 0. 00454 % 0. 02663 % 0. 01750 %
8A 测量值 220. 278 8. 0102 883. 191
误差 0. 00318 % 0. 00250 % 0. 03271 %
10A 测量值 220. 281 10. 0099 1103. 252
误差 0. 00545 % 0. 00400 % 0. 01885 %
12A 测量值 220. 28 12. 0144 1323. 509
误差 0. 00681 % 0. 00166 % 0. 02500 %
5.3 误差分析及改进措施
智能电表的精度一般是通过测量数据的误差大小来表示的，而造成测量数据误差一般有如下原因：
(1)由于测量方法不正确导致的误差。
(2)由于电表自身功能不完备导致的误差。
(3)由于测量时所处的外在环境引起的误差。
(4)由于测量时人为原因导致的误差。
本论文设计的单相智能电表也出现了类似的误差，由于掌握的知识有限，硬件电路的设计还不够完善再结合器件精度的制约，导致前端信号处理不够精确，并且在现实生活中电磁干扰和信号干扰都会影响智能电表的精度表，还有在操作过程中由于操作规程不够严密引起了人为误差，为了有效地降低单相智能电表的误差，提高智能电表的精度，可同时从硬件和软件技术方面进行优化[12]。
首先是硬件方面：(1)高低压输电线路引起的磁场、高频谐波信号等引起的误差：可在市电信号进入电能芯片CS5460A前先通过互感器、RC有源低通滤波器等，滤除干扰，再写入芯片。(2)硬件电路设计中数字地、模拟地引起的干扰，可以将其分开独立运行。
虽然在论文中已经针对硬件方面设计了减小误差的措施，但是由于误差信号产生的原因很多，且具有随机性，很难做到单相智能电表系统完全不受误差信号的干扰。因此，本文在硬件误差信号处理的基础上，融入软件技术减少误差信号干扰。(1)对于A/D采样时的误差，可通过缩小点间隔，取N次采样的平均值。(2)针对前段信号处理电路很难做得十分精确的不足，可通过软件调整设置CS5460A芯片内部寄存器中的值来提高智能电表的精度[13]。