LABORATORIUM MIERNICTWA 

KOMPUTEROWEGO 

 

Ćwiczenie nr 1 

 

Pomiar Częstotliwości 

 

Cel ćwiczenia: 

Celem  ćwiczenia jest zapoznanie się z techniką cyfrowego pomiaru 

częstotliwości sygnałów okresowych. 

 
Opis modułu częstościomierza 

 

Uproszczony schemat blokowy modułu częstościomierza przedstawia rysunek 1. 

W układzie można wyróżnić dzielnik częstotliwości mierzonej, dzielący sygnał 

wejściowy przez 2, programowalny dzielnik częstotliwości, licznik. Użycie 

dzielnika wejściowego umożliwia zastosowanie metody pomiaru okresu do 

pomiaru częstotliwości. Programowalny dzielnik częstotliwości pozwala na 

wybranie częstotliwości sygnału bramkującego lub częstotliwości zliczanej 

przez układ licznika podczas pomiaru okresu. W module możliwy jest wybór 

rodzaju sygnału wzorcowego: wewnętrzny 1MHz (wewnętrzny generator 

10MHz i dzielnik dzielący przez 10) lub sygnał z magistrali EURO (także 

1MHz). Do zliczania impulsów z bramki w module zastosowano 24-bitowy 

licznik binarny. Całością steruje się poprzez układ sterujący.  

 

Parametry: 

Zakres mierzonych częstotliwości: od 0Hz do ok. 60MHz 

Sygnał wejściowy: TTL 

Bajt identyfikacyjny:  128 (80h) 

 

1

Stabilność wewnętrznego wzorca czasu: 

≈10

-6

 

Rysunek 1. Schemat blokowy modułu częstościomierza. 

 

Zasada działania częstościomierza 

Układ może pracować w jednym z dwóch trybów pracy: 

a) bramkowanie sygnału mierzonego sygnałem wzorcowym (pomiar wysokich i 

średnich częstotliwości).  

b) bramkowanie sygnału wzorcowego sygnałem mierzonym (pomiar małych 

częstotliwości). 

 

Bramkowanie sygnałem wzorcowym. 

Sygnał z generatora wzorcowego doprowadzany jest do programowalnego 

dzielnika częstotliwości, którym wybiera się szerokość bramki. Na wyjściu 

dzielnika otrzymuje się odpowiednio sygnały o częstotliwościach : 1MHz, 

500kHz, 50kHz, 5kHz, 500Hz, 50Hz, 5Hz, 0.5Hz. Wszystkie przebiegi mają 

 

2

wypełnienie 50%, co daje szerokość bramek odpowiednio: 0.5

µs, 1µs, 10µs, 

100

µs, 1ms, 10ms, 100ms, 1s. Przed rozpoczęciem pomiaru zerowany jest układ 

licznika, podukład identyfikacji końca pomiaru w układzie sterującym. oraz 

liczniki w programowalnym dzielniku częstotliwości wzorcowej. Podczas 

pomiaru w momencie pojawienia się zbocza narastającego sygnału wzorcowego 

otwierana jest bramka. W czasie gdy bramka jest otwarta układ licznika zlicza 

impulsy sygnału mierzonego podzielonego przez dzielnik wejściowy. Sytuacja 

ta trwa do czasu pojawienia się zbocza opadającego sygnału wzorcowego. 

Wtedy bramka zostaje zamknięta i układ identyfikacji końca pomiaru blokuje 

układ sterujący. Następny pomiar możliwy jest tylko po wysłaniu 

odpowiedniego sygnału z EURODRIVERa. Po zakończeniu pomiaru może 

nastąpić odczyt stanu licznika. Rysunek 2 przedstawia oscylogramy z 

najważniejszych punktów układu.  

 

 

1

2

3

4

Start

 

Rysunek 2. Oscylogramy dla trybu pracy a 

 

 

3

Pomiar okresu 

W tym trybie pracy podczas fazy zerowania układu nie następuje 

zerowanie programowalnego dzielnika częstotliwości wzorcowej. Podczas fazy 

pomiaru zbocze narastające podzielonego przez 2  sygnału mierzonego otwiera 

bramkę i umożliwia zliczanie przez licznik impulsów wzorcowych z 

programowalnego dzielnika. Zliczanie kończy się gdy układ identyfikacji końca 

pomiaru wykryje zbocze opadające na wyjściu dzielnika wejściowego. 

Zastosowanie dzielnika wejściowego ma wiele zalet, m.in. generuje sygnał 

otwierający bramkę, którego czas trwania jest równy okresowi drgań sygnału 

wejściowego, ponadto uniezależnia wynik pomiaru od współczynnika 

wypełnienia sygnału wejściowego. Najważniejsze oscylogramy dla tego trybu 

pracy układu przedstawia rysunek 3. 

 

1

2

3

4

Start

Rysunek 3. Oscylogramy dla trybu pracy b

 

 
 
 
 
 

 

 

4

Adresowanie modułu  

Adres bazowy    = (tylko odczyt) bajt identyfikacyjny 

 

″ 

    +1  = (tylko odczyt) bajt identyfikacji źródła przerwania 

 

″ 

    +2  = nie używany 

 

″ 

    +3  = nie używany 

 

″ 

    +4  = (tylko odczyt) najmłodsze 8 bitów licznika 

 

″ 

    +5  = (tylko odczyt) środkowe 8 bitów licznika 

 

″ 

    +6  = (tylko odczyt) najstarsze 8 bitów licznika 

 

″ 

    +7  = (tylko zapis) bajt sterujący 

Opis bajtu sterującego: 

 

 

 

5

Program dla DOS-u CZEST.EXE 

Program CZEST.EXE służy do obsługi modułu częstościomierza. Pracuje 

on w środowisku DOS, w trybie tekstowym i graficznym. Podczas uruchamiania 

wymagane jest podanie dwóch parametrów: 

1. Numer portu szeregowego (COM) do którego podłączony jest 

EURODRIVER. 

2. Nazwa pliku z danymi wyjściowymi. 

Np.: CZEST.EXE 2 wyniki.dat 

Niepodanie parametrów lub podanie złych parametrów (np.: pomylenie 

kolejności) uniemożliwia uruchomienie programu. 

Po poprawnym uruchomieniu programu, następuje inicjalizacja 

EURODRIVERa i poszukiwanie karty częstościomierza. Jeśli karta nie zostanie 

znaleziona spowoduje to zakończenie programu. Po znalezieniu karty 

zapamiętywany jest adres karty i uruchamiany jest właściwy program obsługi 

częstościomierza.  

Ta część programu pracuje w trybie graficznym i może być obsługiwana 

zarówno z klawiatury jak i przy pomocy myszy. Wygląd panelu sterującego 

przedstawia rysunek 5. Jak widać z rysunku panel składa sie z dwóch linii 

wyświetlaczy oraz szeregu klawiszy. Wyświetlacz ze wskaźnikami 

siedmiosegmentowymi służy do wyświetlania wartości mierzonej 

częstotliwości, Natomiast mniejszy wyświetlacz wskazuje liczbę próbek 

pomiarowych zapisanych do pliku.  

 

6

 

Rysunek 4. Wygląd panelu sterującego. 

 

Klawisze: 

- „Wyjście” - naciśnięcie tego klawisza powoduje zakończenie programu. 

-  „1s,100ms,..,1

µs,0.5µs” - wybór częstotliwości wzorcowej (półokresu). 

Przyciski działają na zasadzie izostatu. Uwaga : przy wciśniętym klawiszu „f” 

klawisz 0.5

µs jest nieaktywny. 

-  „f , T” - Wybór metody pomiarowej. f - pomiar metodą bramkowania 

sygnałem wzorcowym, T - pomiar metodą pomiaru okresu sygnału mierzonego. 

Klawisze działają na zasadzie izostatu. 

-  „Start” - rozpoczęcie pracy częstościomierza.  Uwaga : Rozpoczęcie pracy 

częstościomierza nie jest możliwe bez wcześniejszego wyboru metody pomiaru i 

częstotliwości wzorcowej. Po rozpoczęciu pomiarów klawisz „Start” przestaje 

być aktywny.  

- „Zapis” - zapis do pliku pojedynczego pomiaru. 

Przyporządkowanie przyciskom klawiszy na klawiaturze:

 

Przycisk Klawiatura 

Wyjście ESC 

Zapisz F1 

Start Spacja 

f f 

T t 

0.5

µs 

1 

 

7

1

µs 

2 

10

µs 

3 

100

µs 

4 

1ms 5 

10ms 6 

100ms 7 

1s 8 

 

Format danych w pliku wyjsciowym. 

 

Plik z danymi wyjściowymi jest plikiem typu tekstowego, zawierającego dwie 

kolumny: Numer pomiaru i częstotliwość w Hz. Plik bez dodatkowej obróbki 

może być stosowany w programie ORIGIN. 

 

 

Program dla LabVIEW CZEST.exe/CZEST.vi 
Program  znajduje się na dysku D: w katalogu: 
D:\eurolab\ 
 

 

8