數據采集系統是信號與信息處理系統中不可缺少的重要組成部分，同時也是軟件無線電系統中的核心模塊，在現代雷達系統以及無線基站系統中的應用越來越廣泛。為了能夠滿足目前對軟件無線電接收機自適應性及靈活性的要求，并充分體現在高性能FPGA平臺上設計SOC系統的思路，本文提出了由高速高精度A/D轉換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數據采集系統設計方案及實現方法。其中FPGA作為本系統的控制核心和傳輸橋梁，發揮了極其重要的作用。通過FPGA不僅完成了系統中全部數字電路部分的設計，并且使系統具有了較高的可適應性、可擴展性和可調試性。 在時序數字邏輯設計上，充分利用FPGA中豐富的時序資源，如鎖相環PLL、觸發器，緩沖器FIFO、計數器等，能夠方便的完成對系統輸入輸出時鐘的精確控制以及根據系統需要對各處時序延時進行修正。 在存儲器設計上，采用FPGA片內存儲器。可根據系統需要隨時進行設置，并且能夠方便的完成數據格式的合并、拆分以及數據傳輸率的調整。 在傳輸接口設計上，采用并行接口和PCI總線接口的兩種數據傳輸模式。通過FPGA中的宏功能模塊和IP資源實現了對這兩種接口的邏輯控制，可使系統方便的在兩種傳輸模式下進行切換。 在系統工作過程控制上，通過VB程序編寫了應用于PC端的上層控制軟件。并通過并行接口實現了PC和FPGA之間的交互，從而能夠方便的在PC機上完成對系統工作過程的控制和工作模式的選擇。 在系統調試方面，充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI，實時準確的驗證了在系統整個傳輸過程中數據的正確性和時序性，并極大的降低了用常規儀器觀測FPGA中眾多待測引腳的難度。 本文第四章針對FPGA中各功能模塊的邏輯設計進行了詳細分析，并對每個模塊都給出了精確的仿真結果。同時，文中還在其它章節詳細介紹了系統的硬件電路設計、并行接口設計、PCI接口設計、PC端控制軟件設計以及用于調試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法，并且也對系統的仿真結果和測試結果給出了分析及討論。最后還附上了系統的PCB版圖、FPGA邏輯設計圖、實物圖及注釋詳細的相關源程序清單。
上傳時間： 2013-06-09
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隨著經濟的發展，科學技術的進步，永磁電機的研發和控制技術都有了快速的發展。永磁電機的發展也帶來了永磁電機控制器的發展，電機控制器已經由傳統的模擬元件控制器，逐漸轉向數模混合控制器、全數字控制器。基于現場可編程門陣列(FPGA——Field Programmable Gate Array)的新一代數字電機控制技術得到越來越多的關注。現在的FPGA不僅實現了軟件需求和硬件設計的完美集合，還實現了高速與靈活性的完美結合，使其已超越了ASIC器件的性能和規模。在工業控制領域，FPGA雖然起步較晚，但是發展勢頭迅猛。 本文在介紹了傳統無刷直流電機控制技術的基礎上，分析了采用FPGA實現電機控制的優點。詳細介紹了使用硬件編程語言，在FPGA中編程實現永磁無刷直流電機速度閉環控制的各個關鍵環節，如：PI調節器、數字PWM等等。在實現永磁無刷直流電機速度閉環控制的同時，將速度檢測環節采用FPGA實現，減小了系統硬件開銷。在實現單臺永磁無刷直流電機速度閉環控制的基礎上，本文在一片FPGA芯片上實現了多臺永磁無刷直流電機的速度閉環獨立控制系統。介紹了采用FPGA進行多臺電機控制具有獨特的優勢，這些優勢使得FPGA在實現多臺電機控制時非常方便，具有單片機(MCU)和數字信號處理器(DSP)無法比擬的優點。文中對基于FPGA的單臺和多臺永磁無刷直流電機控制系統分別進行了實驗驗證。 FPGA編程靈活，設計方便，本文在FPGA中實現了各種不同的PWM調制方式。從電路方面詳細分析了采用不同的PWM調制，換相時無刷直流電機母線的反向電流問題。借助FPGA平臺，對各種PWM調制方式進行了實驗，對理論分析進行了驗證。 另外，本文介紹了目前非常流行的一種FPGA圖形化設計方法，即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA設計。這種設計方法具有圖形化、模塊化的優點，大大方便了用戶的FPGA開發設計。在XSG中建立的仿真系統，區別于傳統的Simulink仿真，可以直接生成相應的硬件編程語言代碼下載到FPGA中運行。本文借助XSG軟件設計在XSG/Simulink中實現了永磁同步電機矢量控制系統的混合建模算法，并進行了仿真。
上傳時間： 2013-04-24
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本文提出了一種由單片微機控制的火災自動探測報警控制器.將煙感、溫度探測器接入單片微機,經單片微機邏輯判斷,經專用聲光報警集成電路來進行火災報警、異常報警(煙感、溫感其中之一動作)、故障報警,并發出不同的聲光信號、顯示出事故類型及位置.本控制器適用于總建筑面積不超過1000m2的各種地方,如圖書館、檔案館、計算機房等處.
上傳時間： 2013-05-26
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·內容簡介: 電動機的數字控制是電動機控制的發展趨勢，用單片機對電動機進行控制是實現電動機數字控制的最常用的手段。本書詳盡、系統地介紹直流電動機、交流電動機、步進電動機和無刷直流電動機這些常用電動機的控制原理和采用單片機進行控制的方法。結合這些控制原理和方法的介紹，給出了單片機控制電路和軟件。同時，還介紹用于電動機驅動的常用功率元器件的特性和驅動電路，用于電動機閉環控制的常用傳感器的原理以及與單片
上傳時間： 2013-06-09
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1、 利用FLEX10的片內RAM資源，根據DDS原理，設計產生正弦信號的各功能模塊和頂層原理圖； 2、 利用實驗板上的TLC7259轉換器，將1中得到的正弦信號，通過D/A轉換，通過ME5534濾波后在示波器上觀察； 3、 輸出波形要求： 在輸入時鐘頻率為16KHz時，輸出正弦波分辨率達到1Hz； 在輸入時鐘頻率為4MHz時，輸出正弦波分辨率達到256Hz； 4、 通過RS232C通信，實現FPGA和PC機之間串行通信，從而實現用PC機改變頻率控制字，實現對輸出正弦波頻率的控制。
上傳時間： 2013-09-06
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摘要: 介紹了時鐘分相技術并討論了時鐘分相技術在高速數字電路設計中的作用。 關鍵詞: 時鐘分相技術; 應用 中圖分類號: TN 79 文獻標識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數字電路設計的關鍵技術之一, 系統時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 性能。尤其現代電子系統對性能的越來越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時鐘設計上面。但隨著系統時鐘頻率的升高。我們的系統設計將面臨一系列的問 題。 1) 時鐘的快速電平切換將給電路帶來的串擾(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時鐘對電路板的設計提出了更高的要求: 我們應引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統時鐘高于100MHz 的情況下, 應使用高速芯片來達到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但這種芯片一般功耗很大, 再加上匹配電阻增加的功耗, 使整個系統所需要的電流增大, 發 熱量增多, 對系統的穩定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時鐘相應的電磁輻射(EM I) 比較嚴重。 所以在高速數字系統設計中對高頻時鐘信號的處理應格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時鐘分相技術, 以低頻的時鐘實現高頻的處 理。 1 時鐘分相技術 我們知道, 時鐘信號的一個周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時鐘分相技術, 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達到更高的時間分辨。在通常的設計中, 我們只用到時鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統的時間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時鐘分為4 個相位(0°、90°、180°和270°) , 系統的時間分辨就 可以提高為原來的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過用專門的延遲線或邏輯門延時來達到時鐘分相的目的。用這種方法產生的相位差不夠準確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實現高精度的時間分辨。 近年來半導體技術的發展, 使高質量的分相功能在一 片芯片內實現成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優異的時鐘 芯片。這些芯片的出現, 大大促進了時鐘分相技術在實際電 路中的應用。我們在這方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時間性能, 必須確保分相時鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設計中, 通常用一個低頻、高精度的 晶體作為時鐘源, 將這個低頻時鐘通過一個鎖相環(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進行分相, 就可獲得高穩定、低抖動的分 相時鐘。 這部分電路在實際運用中獲得了很好的效果。下面以應用的實例加以說明。2 應用實例 2. 1 應用在接入網中 在通訊系統中, 由于要減少傳輸 上的硬件開銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時鐘分為4 個相位 數據, 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數據時, 為了準確地獲取 數據, 必須得到數據時鐘, 即要獲取與數 據同步的時鐘信號。在接入網中, 數據傳 輸的結構如圖2 所示。 數據以68MBös 的速率傳輸, 即每 個bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數據 幀的開頭有一個用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時鐘信號, 一般時間 分辨應該達到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統時鐘頻率應在300MHz 以 上, 在這種頻率下, 我們必須使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型門延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對整個系統設計帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環和時鐘分相技術, 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經過鎖相環 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經過分相芯片AMCCS4405 分成4 個相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個相位的68MHz 時鐘中選擇出與數據同步性最好的一個。選擇的依據是: 在每個數據幀的頭部(HEAD) 都有一個8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個相位的時鐘去鎖存數據, 如果經某個時鐘鎖存后的數據在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認為下一相位的時鐘與數據的同步性最好(相關)。 根據這個判別原理, 我們設計了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 在板上通過鎖相環89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時鐘: 用這4 個 時鐘分別將輸入數據進行移位, 將移位的數據與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認為檢 出了KWD。將4 路相關器的結果經過優先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時鐘。這里, 我們運用AMCC 公司生產的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進行了4 分 相, 成功地實現了同步時鐘的獲取, 這部分 電路目前已實際地應用在某通訊系統的接 入網中。 2. 2 高速數據采集系統中的應用 高速、高精度的模擬- 數字變換 (ADC) 一直是高速數據采集系統的關鍵部 分。高速的ADC 價格昂貴, 而且系統設計 難度很高。以前就有人考慮使用多個低速 圖5 分相技術應用于采集系統 ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產生的相位不準確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達到很 好的時間分辨。 現在使用時鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術應用在高速數據采集系統中: 以4 分相后 圖6 分相技術提高系統的數據采集率 的80MHz 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉換時鐘, 對模擬信號進行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經過 緩沖、調理, 送入ADC 進行模數轉換, 采集到的數據寫入存儲器(M EM )。各個 采集通道采集的是同一信號, 不過采樣 點依次相差90°相位。通過存儲器中的數 據重組, 可以使系統時鐘為80MHz 的采 集系統達到320MHz 數據采集率(如圖6 所示)。 3 總結 靈活地運用時鐘分相技術, 可以有效地用低頻時鐘實現相當于高頻時鐘的時間性能, 并 避免了高速數字電路設計中一些問題, 降低了系統設計的難度。
上傳時間： 2013-12-17
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設計了一種基于兩片AVR單片機的交通誘導屏顯示單元控制系統，該系統由通信模塊、顯示控制模塊和開關模塊3部分組成。單片機A用于以RS-485的通信方式接收數據和應答主機，把處理好的數據發送到I/O口并寫入EEPROM中，再通知單片機B讀取數據。單片機B接收到數據后控制LED顯示，通過調節驅動LED電流占空比的方式調節LED的亮度。給出了控制系統的硬件和軟件設計方案。
上傳時間： 2013-10-13
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本書分三部分介紹在美國廣泛應用的、高功能的M68HC11系列單片機(8位機 ，Motorola公司)。內容包括Ｍ６８HC１１的結構與其基本原理、開發工具EVB(性能評估板)以及開發和應用技術。本書在介紹單片機硬、軟件的基礎上，進一步介紹了在美國實驗室內，如何應用PC機及EVB來進行開發工作。通過本書的介紹，讀者可了解這種單片機的原理并學會開發和應用方法。本書可作為大專院校單片機及其實驗的教材(本科、短訓班)。亦可供開發、應用單片機的各專業(計算機、機電、化工、紡織、冶金、自控、航空、航海……)有關技術人員參考。 第一部分 M68HC11 結構與原理Motorola單片機 1 Motorla單片機 1.1 概述 1.1.1 Motorola 單片機發展概況(3) 1.1.2 Motorola 單片機結構特點(4) 1.2 M68HC11系列單片機(5) 1.2.1 M68HC11產品系列(５) 1.2.2 MC68HC11E9特性(６) 1.2.3 MC68HC11E9單片機引腳說明(８) 1.3 Motorola 32位單片機(１４) 1.3.1中央處理器(CPU32)(１５) 1.3.2 定時處理器(TPU)(１６) 1.3.3 串行隊列模塊(QSM)(１６) 1.3.4 系統集成模塊 (SIM)(１６) 1.3.5 RAM(１７) 2 系統配置與工作方式 2.1 系統配置(１９) 2.1.1 配置寄存器CONFIG(１９) 2.1.2 CONFIG寄存器的編程與擦除(２０) 2?2 工作方式選擇(２１) 2.3 M68HC11的工作方式(２３) 2.3.1 普通單片工作方式(２３) 2.3.2 普通擴展工作方式(２３) 2.3.3 特殊自舉方式(２７) 2.3.4 特殊測試方式(２８) 3 中央處理器(CPU)與片上存儲器 3.1 CPU寄存器(３１) 3?1?1 累加器A、B和雙累加器D(３２) 3.1.2 變址寄存器X、Y(３２) 3.1.3 棧指針SP(３２) 3.1.4 程序計數器PC(３３) 3.1.5 條件碼寄存器CCR(３３) 3.2 片上存儲器(３４) 3.2.1 存儲器分布(３４) 3.2.2 RAM和INIT寄存器(３５) 3.2.3 ROM(３７) 3.2.4 EEPROM(３７) 3.3 M68HC11 CPU的低功耗方式(３９) 3.3.1 WAIT方式(３９) 3.3.2 ＳＴＯP方式(４０) 4 復位和中斷 4.1 復位(４１) 4.1.1 M68HC11的系統初始化條件(４１) 4.1.2 復位形式(４３) 4.2 中斷(４８) 4.2.1 條件碼寄存器CCR中的中斷屏蔽位(４８) 4.2.2 中斷優先級與中斷矢量(４９) 4.2.3 非屏蔽中斷(５２) 4.2.4 實時中斷(５３) 4.2.5 中斷處理過程(５６) 5 M68HC11指令系統 5.1 M68HC11尋址方式(５９) 5.1.1 立即尋址(IMM)(５９) 5.1.2 擴展尋址(EXT)(６０) 5.1.3 直接尋址(DIR)(６０) 5.1.4 變址尋址(INDX、INDY)(６１) 5.1.5 固有尋址(INH)(６２) 5.1.6 相對尋址(REL)(６２) 5.1.7 前置字節(６３) 5.2 M68HC11指令系統(６３) 5.2.1 累加器和存儲器指令(６３) 5.2.2 棧和變址寄存器指令(６８) 5.2.3 條件碼寄存器指令(６９) 5.2.4 程序控制指令(７０) 6 輸入與輸出 6.1 概述(７３) 6.2 并行I／O口(７４) 6.2.1 并行I／O寄存器(７４) 6.2.2 應答I／O子系統(７６) 6?3 串行通信接口SCI(８２) 6.3.1 基本特性(８３) 6.3.2 數據格式(８３) 6.3.3 SCI硬件結構(８４) 6.3.4 SCI寄存器(８６) 6.4 串行外圍接口SPI(９２) 6.4.1 SPI特性(９２) 6.4.2 SPI引腳信號(９２) 6.4.3 SPI結構(９３) 6.4.4 SPI寄存器(９５) 6.4.5 SPI系統與外部設備進行串行數據傳輸(９９) 7 定時器系統與脈沖累加器 7.1 概述(１０５) 7.2 循環計數器(１０７) 7.2.1 時鐘分頻器(１０７) 7.2.2 計算機正常工作監視功能(１１０) 7.2.3 定時器標志的清除(１１０) 7.3 輸入捕捉功能(１１１) 7.3.1 概述(１１１) 7.3.2 定時器輸入捕捉鎖存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 輸入信號沿檢測邏輯(１１３) 7.3.4 輸入捕捉中斷(１１３) 7.4 輸出比較功能(１１４) 7.4.1 概述(１１４) 7.4.2 輸出比較功能使用的寄存器(１１６) 7.4.3 輸出比較示例(１１８) 7.5 脈沖累加器(１１９) 7.5.1 概述(１１９) 7.5.2 脈沖累加器控制和狀態寄存器(１２１) 8 A／Ｄ轉換系統 8.1 電荷重新分布技術與逐次逼近算法(１２５) 8.1.1 基本電路(１２５) 8.1.2 A／D轉換逐次逼近算法原理(１３０) 8.2 M68HC11中Ａ／Ｄ轉換的實現方法(１３１) 8.2.1 逐次逼近Ａ／Ｄ轉換器(１３１) 8.2.2 控制寄存器(１３２) 8.2.3 系統控制邏輯(１３５)? 9 單片機的內部操作 9.1 用立即> 圖書前言 美國Motorola公司從80年代中期開始推出的M68HC11系列單片機是當今功能最強、性能／價格比最好的八位單片微計算機之一。在美國，它已被廣泛地應用于教學和各種工業控制系統中。? 該單片機有豐富的I／O功能，完善的系統保護功能和軟件控制的節電工作方式 。它的指令系統與早期Motorola單片機MC6801等兼容，同時增加了91條新指令。其中包含16位乘法、除法運算指令等。 為便于用戶開發和應用M68HC11單片機，Motorola公司提供了多種開發工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能評估板就是一種M68HC11系列單片機的廉價開發工具。它既可用來 調試用戶程序，又可在仿真方式下運行。為方便用戶，M68HC11 EVB可與IBM?PC連接 ，借助于交叉匯編、通信程序等軟件，在IBM?PC上調試程序。? 本書分三部分(共15章)介紹了M68HC11的結構和基本原理、開發工具-EVB及開發應用實例等。第一部分（１～９章），介紹M68HC11的結構和基本原理。包括概述，系統配置與工作方式、CPU和存儲器、復位和中斷、指令系統、I／Ｏ、定時器系統和脈沖累加器、Ａ／Ｄ轉換系統、單片機的內部操作等。第二部分(１０～１１章)，介紹M68HC11 EVB的原理和技術特性以及EVB的應用。第三部分(１２～１５章)，介紹M68HC11的開發與應用技術。包括基本的編程練習、應用程序設計、接口實驗、接口設計及應用等。 讀者通過學習本書，不僅可了解M68HC11的硬件、軟件，而且可了解使用EVB開發和應用M68HC11單片機的方法。在本書的第三部分專門提供了一部分實驗和應用程序。? 本書系作者張寧作為高級訪問學者，應邀在美國馬薩諸塞州洛厄爾大學(University of Massachusetts Lowell)工作期間完成的。全書由張寧執筆。在編著過程中，美國洛厄爾大學的R·代克曼教授?(Professor Robert J. Dirkman)多次與張寧一起討論、研究，并提供部分資料及實驗數據。參加編寫和審校等工作的還有王云霞、孫曉芳、劉安魯、張籍、來安德、張楊等同志。? 為將M68HC11系列單片機盡快介紹給我國，美國Motorola公司的Terrence M.S.Heng先生曾大力支持本書的編著和出版。在此表示衷心感謝。
上傳時間： 2013-10-27
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單片機作為一種微型計算機，其內部具有一定的存儲單元（8031除外），但由于其內部存儲單元及端口有限，很多情況下難以滿足實際需求。為此介紹一種新的擴展方法，將數據線與地址線合并使用，通過軟件控制的方法實現數據線與地址線功能的分時轉換，數據線不僅用于傳送數據信號，還可作為地址線、控制線，用于傳送地址信號和控制信號，從而實現單片機與存儲器件的有效連接。以單片機片外256KB數據存儲空間的擴展為例，通過該擴展方法，僅用10個I/O端口便可實現，與傳統的擴展方法相比，可節約8個I/O端口。 Abstract: As a micro-computer,the SCM internal memory has a certain units(except8031),but because of its internal storage units and the ports are limited,in many cases it can not meet the actual demand.So we introduced a new extension method,the data line and address lines combined through software-controlled approach to realize the time-conversion functions of data lines and address lines,so the data lines not only transmited data signals,but also served as address lines and control lines to transmit address signals and control signals,in order to achieve an effective connection of microcontroller and memory chips.Take microcontroller chip with256KB of data storage space expansion as example,through this extension method,with only10I/O ports it was achieved,compared with the traditional extension methods,this method saves8I/O ports.
上傳時間： 2014-12-26
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采用基于Cortex-M3核的微控制器STM32F103CBT6設計了脈沖變極性弧焊控制系統。該系統利用片內的高級定時器實現了快速脈沖切換,以及脈沖頻率、起始時間、占空比的大范圍調節;利用定時器間的協同工作,完成了光譜觸發信號的精確延時。同時實現了運行過程中對系統電壓的測量、監控、傳輸以及參數輸入、顯示、存儲等功能,并簡述了軟件開發方法。
上傳時間： 2013-10-20
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