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片单机课程设计学校作息时间控制系统的设计.doc

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资源描述
课程设计报告 题目 学校作息时间控制系统的设计 系(部) 专业(班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期 单片机原理及应用课程设计任务书 系(部): 专业: 指导教师: 课题名称 学校作息时间控制系统的设计 设计内容及要求 (1)课题内容:以单片机为核心,设计一个智能化作息时间控制器。该控制器要求的功能有:按本校作息时间接通/断开蜂鸣器,每次响铃时间为10 秒; 用12864 液晶屏作显示器,第一行显示“作息时间控制系统”,第二行显示设计者姓名和学号,第三行显示实时时钟,显示的内容要求有时、分、秒各两位,第四行显示最近的闹铃时间。 发挥部分:设置按键对小时和分钟调节;可以通过键盘任意调整响铃时间。 (2)要求:完成该系统的硬件和软件的设计,在Proteus 软件上仿真通过后,提交一篇课程设计说明书。 设计工作量 1、汇编或C51语言程序设计; 2、程序调试; 3、在Proteus上进行仿真后,进行下载; 4、提交一份完整的课程设计说明书,包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、调试过程,参考文献、设计总结等。 进度安排 起止日期(或时间量) 设计内容(或预期目标) 备注 第一天 课题介绍,答疑,收集材料,C51介绍 第二天 设计方案论证,练习编写C51程序 第三天~第六天 程序设计 第六天~第八天 程序调试、仿真 第九天~第十天 系统测试并编写设计说明书 教研室 意见 年 月 日 系(部)主管领导意见 年 月 日 目 录 一.设计原理 5 (1)总体设计: 5 (2)分模块设计: 5 (3)设计示意图 5 三.仿真分析 6 (1)调节工作模式: 6 (2)闹铃实现: 6 (3)温度测量: 7 四.设计心得 7 五.参考文献 8 一.设计原理 (1)总体设计: 首先对设计要求有个整体的了解,明白需要实现哪些功能,实现这些功能需要哪些元器件,要驱动这些元件需要编写什么程序,最后进行总体调试。本次作息时间的设计,使用了单片机AT89C51,LCD为AMPIRE12864,温度元件为DS18B20,还有一个声音播放器SOUNDER。对于LCD和DS18B20 要进行初始化。将本次设计分成5个模块分别进行设计,分成:温度模块 、LCD显示模块、时间模块、声音模块、调节模块。分模块设计好了以后,再综合起来设计主程序main(),实现所需要求。 (2)分模块设计: 1.LCD显示模块设计:该模块包括的函数为LCD_inti()//LCD 的初始化、 checkbusy()//检查LCD是否忙碌、 writecode() //写命令、 writedata() //写数据、 hanzi()//显示汉字、 zifu()//显示数字或字符。 2.温度模块设计:该模块的函数为inti()//DS18B20的初始化、 readchar()//读一个字节、writechar()//写入一个字节、readtemp()//读取温度 、worktemp()//温度计算。 3.时间模块设计:本次是采用T0中断的工作方式1获取时间的。其函数为void timer() interrupt 1 //T0中断函数 、workhour()//时间计算。 4.声音模块设计:该模块比较简单,其函数为void s_fmq()//蜂鸣器叫 、nling()//判断是否闹铃。 5.调节模块设计:该模块要实现5个模式的调节和转变。模式0:正常工作状态; 模式1:修改时间;模式2:选择一个需要改变的闹铃;模式3:修改选定的闹铃的分钟 ;模式4:修改选定的闹铃的小时 (3)设计示意图 AT 89 C51 单片机 时间模块 温度模块 调节模块 声音模块 LCD显示模块 图一. 总设计示意图 三.仿真分析 5个具体模块的功能实现,已经在程序注释中解释了,现在主要分析怎么操作这些功能的实现。如图二所示 图二: 总的硬件电路图 (1)调节工作模式: 调节模式的实现只用了三个按钮,分别是mode 、inc和dec按钮。如图三所示: 图三:三个调节按钮 (2)闹铃实现: 程序初始化的时候对20个闹铃时间进行了赋值,其闹铃的时间分别是{8:00、8:45、8:55、9:40、10:00、10:45、10:55、11:40、14:00、14:45、14:55、15:40、16:00、16:45、16:55、17:40、19:00、19:45、19:55、20:40}。如果要修改闹铃时间,可以依次进入调节模式2、3、4进行修改。当到了闹铃时间时,则蜂鸣器会响起来。 图十:蜂鸣器 (3)温度测量: 本次设计采用了DS18B20温度芯片,该芯片能测量环境中的温度变化,通过单片机的处理就可以显示出实时温度值。当环境温度改变时,显示出来的温度也会随着改变 图十一:DS18B20温度芯片 四.设计心得 刚刚学完汇编语言,猜测可能使用汇编来编程的。没想到必须得用C语言。好久没有使用C语言编程了,当年学的时候觉得这个是软件,专业是搞硬件的与本专业联系不大,就学的不怎么好,现在都忘了差不多了。在课程设计之前,有一个星期的实训时间,做了关于流水灯,名字学号显示,方波,方阵。流水灯、方波,若要用刚学不久的汇编语言还好说,还是可以写出来的,可是要用C语言还真是有点问题。自己趁着这个时间,复习了汇编语言的程序,可也只能方波和流水灯,但是看到同学用C语言只用了很简单的几行程序就编出方波的程序时,我又一次的被打击到了。没想到C语言在自己的专业上还有这么大的用,突然想起单片机书上第一章的内容写的是单片机的高级语言是C语言。 这次做的是学校作息时间控制系统,很贴近生活实际,通过翻以前上课用的书籍,以及上网查阅资料。自己对这次的编程有了一点的概念。而LCD12864这块显示器却让我有点头痛,这个东西之前并没有接触过,教科书上也没有关于它的介绍。它的硬件结构,驱动程序都要自己另外查阅资料。与单片机的接口连接好搞定,可是它的显示地址却有点把不准。很费时间。当搞清显示模块时,一切似乎都好办了,当显示出自己的名字和学号班级时,莫名的成就感,接下来将时间模块移植进去就可以了,不过还得做一点点小小的修改。程序这一块我不是很强,移植进去后运行没有错误,可就是不显示,而且屏幕还黑了一半,当时心都有点发凉,这毕竟是搞了很久的东西,要是这个结果就有点对不起观众了。请教与班上的程序高手,做了些适当的修改,当自己的姓名和时间一起终于显示出来了的时候,那种兴奋是莫名的。作为练习,还移植了一个温度模块,功能多才是王道。 对于学习的态度还是该端正,学的东西都会有用的,只不过有些东西你暂时不知道用在那里而已。当那一天你真的要用时,若是因自己没学扎实而不会时,那是该多么的遗憾。 五.参考文献 1.单片机典型系统设计实例精讲/彭为等编著.—北京:电子工业出版社,2006.5 ISBN 7-121-02461-6 2.单片机C51程序设计教材与实验/祁伟等编著。—北京:北京航空航天大学出版社,2006.1 ISBN 7-81077-736-X 3.单片机微型计算机技术/刘国荣等编著。—北京:机械工业出版社.2000.1 4.单片机原理与应用/曾屹等编著。—长沙:中南大学出版社.2009.5 (高等院校培养应用型人才电子技术类课程规划教材) ISBN 987-7-81105-832- #include<reg51.h> #include<intrins.h> #define LCD P0 sbit DQ=P3^7; //定义DS18B20数据端口 sbit P07=P0^7; //小数点控制I0 sbit mode=P1^0; //key1 分 sbit inc=P1^1; //kye2 时 sbit dec=P1^2; //key3 闹铃 sbit fmq=P1^7; //蜂鸣器接口 sbit E=P2^0; //用于DS18B20接线端口 sbit RW=P2^1; sbit RS=P2^2; sbit CS1=P2^4; sbit CS2=P2^3; sbit BUSY=P0^0; unsigned char a,i,j,k; unsigned char bai,shi,ge,xiaoshu; //用于表示温度 unsigned int realtemp; // 读取的实际温度值 unsigned char flag; //正负标志位 unsigned char fu; //符号寄存器 unsigned char count,hour,minute,second=0; //用于表示时间 unsigned char mode_value=0 ,xf; //调节模式 unsigned char month=6 ,day=7 ; //用于表示日期 unsigned char h1,h2,f1,f2,s1,s2=0; //用于显示时间 unsigned char m1,m2;d1,d2; //用于显示日期 unsigned char ds[20][2] = { {8,0},{8,45},{8,55},{9,40},{10,0},{10,45},{10,55},{11,40},{14,0},{14,45}, {14,55},{15,40},{16,0},{16,45},{16,55},{17,40},{19,0},{19,45},{19,55},{20,40} }; //用于定时闹铃 unsigned char code zi[28][16]= { {0x20,0x20,0x24,0xA4,0xA4,0xBF,0xA4,0xE4,0xA4,0xBF,0xA4,0xE6,0xA4,0x30,0x20,0x00} , /*"王",0*/ {0x00,0x80,0x80,0x5F,0x4A,0x2A,0x0A,0x0F,0x0A,0x2A,0x2A,0x4F,0x40,0x80,0x00,0x00} , {0x40,0x20,0xF8,0x07,0x88,0x48,0x38,0x10,0x54,0x54,0xFF,0x54,0x54,0x7C,0x10,0x00}, /*"宇",1*/ {0x00,0x00,0xFF,0x44,0x29,0x19,0x27,0x49,0x89,0x89,0xFF,0x89,0x89,0xCD,0x49,0x00}, {0x00,0xFC,0x84,0x84,0x84,0xFE,0x14,0x10,0x90,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x00}, /*"时",2*/ {0x00,0x3F,0x10,0x10,0x10,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x23,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00}, {0x00,0x80,0x40,0x20,0x98,0x86,0x80,0x80,0x83,0x8C,0x90,0x20,0xC0,0x80,0x80,0x00}, /*"分",3*/ {0x01,0x00,0x80,0x40,0x20,0x1F,0x00,0x40,0x80,0x40,0x3F,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00}, {0x20,0x24,0x24,0xA4,0xFE,0xA3,0x22,0x80, 0x70,0x00,0xFF,0x00,0x10,0x20,0x60,0x00},/*"秒",4*/ {0x10,0x08,0x06,0x01,0xFF,0x00,0x81,0x80,0x40,0x20,0x17,0x08,0x04,0x03,0x00,0x00}, {0x10,0x10,0xD0,0xFF,0x94,0x14,0xE4,0xBF, 0xA4,0xA4,0xA4,0xBF,0xF4,0x26,0x04,0x00}, /*"模",5*/ {0x04,0x03,0x00,0xFF,0x08,0x89,0x8B,0x4A, 0x2A,0x1E,0x2A,0x2A,0x4B,0xC8,0x48,0x00}, {0x10,0x10,0x91,0xD6,0xB0,0x10,0xFE,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0xFF,0x02,0x00,0x00}, /* "祝",6*/ {0x02,0x01,0x00,0xFF,0x80,0x41,0x21,0x18,0x07,0x00,0x3F,0x40,0x41,0x40,0x70,0x00}, {0x40,0x20,0xF8,0x07,0x40,0x20,0x18,0x0F,0x08,0xC8,0x08,0x08,0x28,0x18,0x00,0x00}, /*"你",7*/ {0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x08,0x04,0x43,0x80,0x7F,0x00,0x01,0x06,0x0C,0x00,0x00}, {0x80,0x70,0x00,0xFF,0x10,0x20,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x10,0xF8,0x10,0x00,0x00}, /*"快",8*/ {0x00,0x00,0x00,0xFF,0x82,0x42,0x22,0x1A,0x07,0x0A,0x12,0x22,0x43,0xC2,0x42,0x00}, {0x00,0x80,0xC0,0xBC,0x84,0x84,0x84,0xF4,0x82,0x82,0x83,0x82,0x80,0xC0,0x80,0x00},/*"乐",9*/ {0x00,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x04,0x08,0x30,0x60,0x00,0x00}, {0x40,0x20,0xF8,0x07,0xF0,0xA0,0x90,0x4F,0x54,0x24,0xD4,0x4C,0x84,0x80,0x80,0x00}, /*"修",10*/ {0x00,0x00,0xFF,0x00,0x0F,0x80,0x92,0x52,0x49,0x25,0x24,0x12,0x08,0x00,0x00,0x00}, {0x04,0xC4,0x44,0x44,0x44,0xFE,0x44,0x20,0xDF,0x10,0x10,0x10,0xF0,0x18,0x10,0x00}, /*"改",11*/ {0x00,0x7F,0x20,0x20,0x10,0x90,0x80,0x40,0x21,0x16,0x08,0x16,0x61,0xC0,0x40,0x00}, {0x00,0xFC,0x84,0x84,0x84,0xFE,0x14,0x10,0x90,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x00},/*"时" ,12*/ {0x00,0x3F,0x10,0x10,0x10,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x23,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00}, {0x00,0xF8,0x01,0x02,0xF6,0x10,0x12,0x12,0x12,0x12,0xFA,0x12,0x02,0xFF,0x02,0x00}, /*"间",13*/ {0x00,0xFF,0x00,0x00,0x3F,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x3F,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00}, };//汉字码 unsigned char code xuehao[20][8]= { {0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00}, {0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00},/*"2",0*/ {0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00}, {0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00},/*"0",1*/ {0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00}, {0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00},/*"1",2*/ {0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00}, {0x00,0x1C,0x22,0x21,0x21,0x22,0x1C,0x00},/*"1",3*/ {0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00}, {0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00},/*"0",4*/ {0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,0x00,0x00}, {0x00,0x07,0x04,0x24,0x24,0x3F,0x24,0x00},/*"1",5*/ {0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00}, {0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00},/*"2",6*/ {0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00}, {0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00},/*"4",7*/ {0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00}, {0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00},/*"0",8*/ {0x00,0xE0,0x10,0x88,0x88,0x18,0x00,0x00}, {0x00,0x0F,0x11,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00},/*"7",9*/ };//学号码 unsigned char code shu[20][8]= { {0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00}, {0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00},/*"0",0*/ {0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00}, {0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00},/*"1",1*/ {0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00}, {0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00},/*"2",2*/ {0x00,0x30,0x08,0x88,0x88,0x48,0x30,0x00}, {0x00,0x18,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00},/*"3",3*/ {0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,0x00,0x00}, {0x00,0x07,0x04,0x24,0x24,0x3F,0x24,0x00},/*"4",4*/ {0x00,0xF8,0x08,0x88,0x88,0x08,0x08,0x00}, {0x00,0x19,0x21,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00},/*"5",5*/ {0x00,0xE0,0x10,0x88,0x88,0x18,0x00,0x00}, {0x00,0x0F,0x11,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00},/*"6",6*/ {0x00,0x38,0x08,0x08,0xC8,0x38,0x08,0x00}, {0x00,0x00,0x00,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"7",7*/ {0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00}, {0x00,0x1C,0x22,0x21,0x21,0x22,0x1C,0x00},/*"8",8*/ {0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00}, {0x00,0x00,0x31,0x22,0x22,0x11,0x0F,0x00},/*"9",9*/ };//数字码 unsigned char code fuhao[12][8]= { {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},{0x00,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01},/*"-",0*/ {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},{0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*".",1*/ {0x00,0x00,0x00,0xC0,0xC0,0x00,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00},/*":",2*/ {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00},{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*".",3*/ {0xC0,0x30,0x08,0x08,0x08,0x08,0x38,0x00},{0x07,0x18,0x20,0x20,0x20,0x10,0x08,0x00},/*"C",4*/ {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*" ",5*/ };//符号码 /****************************************************************************************************LCD显示模块程序******************************* *************************************************************************/ /*********检查12864LCD中是否忙*****************************************/ checkbusy() { E=1; RW=1; RS=0; LCD=0Xff; if(BUSY); } /***********************写命令********************************************/ writecode(unsigned char dat) //写命令 { checkbusy(); E=0; RW=0; RS=0; LCD=dat; E=1; E=0; } /*******************************写数据************************************/ writedata(unsigned char dat) //写数据 { checkbusy(); E=0; RW=0; RS=1; LCD=dat; E=1; E=0; } /*************************汉字显示程序************************************/ void hanzi(unsigned char page,unsigned char lineaddress,int n,int a, unsigned char table[][16]) { unsigned char temp[32]; if(lineaddress<0X80) { CS1=0; CS2=1; } //left for(j=2*a;j<n+2*a;j++) { if(lineaddress>=0X80) { CS1=1; //right CS2=0; lineaddress=lineaddress-0X40; } for(k=0;k<16;k++) {temp[k]=table[j][k];} j+=1; for(k=0;k<16;k++) { temp[16+k]=table[j][k]; } writecode(page); writecode(lineaddress); for(i=0;i<16;i++) { writedata(temp[i]);} writecode(page+1); writecode(lineaddress); for(i=16;i<32;i++) { writedata(temp[i]);} lineaddress+=16; } } /***********************数字和字符显示程序******************************/ void zifu(unsigned char page,unsigned char lineaddress,int n,int a, unsigned char table[][8]) { unsigned char temp[16]; if(lineaddress<0X80) { CS1=0; CS2=1; } //left for(j=2*a;j<n+2*a;j++) { if(lineaddress>=0X80) { CS1=1; //right CS2=0; lineaddress=lineaddress-0X40; } for(k=0;k<8;k++) {temp[k]=table[j][k];} j+=1; for(k=0;k<8;k++) {temp[8+k]=table[j][k];} writecode(page); writecode(lineaddress); for(i=0;i<8;i++) { writedata(temp[i]);} writecode(page+1); writecode(lineaddress); for(i=8;i<16;i++) { writedata(temp[i]);} lineaddress+=8; } } /***************************LCD初始化************************************/ void LCD_inti() { writecode(0X3f);//显示开关关 writecode(0XC0);//修改显示起始行 writecode(0Xb8);//修改页地址,x地址 writecode(0X40);//修改列地址,y地址 } /*****************************显示固定的汉字******************************/ void xingxian() { hanzi(0Xb8,0X40,4,0,&zi);//显示姓名 "黄健" zifu(0xb8,0x70,20,0,&xuehao);//显示学?"2008042126" hanzi(0xba,0x60,2,2,&zi);//显示"时" hanzi(0xba,0x80,2,3,&zi);//显示"分" hanzi(0xba,0xa0,2,4,&zi);//显示"秒" hanzi(0xbc,0xa0,2,5,&zi);//显示"模" zifu(0xbc,0x40,2,2,&shu); // 显示"年份" zifu(0xbc,0x48,2,0,&shu); zifu(0xbc,0x50,2,1,&shu); zifu(0xbc,0x58,2,1,&shu); zifu(0xbc,0x60,2,0,&fuhao); zifu(0xbc,0x78,2,0,&fuhao); zifu(0xb8,0x60,2,5,&fuhao); //显示空白 zifu(0xb8,0x68,2,5,&fuhao); zifu(0xba,0x40,2,5,&fuhao); zifu(0xba,0x48,2,5,&fuhao); zifu(0xba,0xb0,2,5,&fuhao); zifu(0xba,0xb8,2,5,&fuhao); zifu(0xbc,0x90,2,5,&fuhao); zifu(0xbc,0x98,2,5,&fuhao); zifu(0xbc,0xb0,2,2,&fuhao); zifu(0xbe,0x58,2,0,&fuhao); //显示"--" } /***************************************************************************************************温度模块程序************************************** **************************************************************************/ /***************************延时******************************************/ void delayds(unsigned int i) { while(i--); /*12M,一次6us,加进入退出14us(8M晶振,一次9us) */ } /*******************************初始化函数********************************/ unsigned char init(void) { unsigned char x; DQ=1;//复位 delayds(8); DQ=0; //单片机将DQ拉低 delayds(80); //复位信号延时大于480us DQ=1; //在复位电平结束之后,单片机应该将数据单总线拉高 delayds(14); x=DQ; //判断复位是否成功。如果x=0则初始化成功,x=1则初始化失败 delayds(20); return(x); } /*************************读一个字节**************************/ readchar(void) { unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for(i=8;i>0;i--) /*//写入ds1820 的bit 数,一个字节8 个bit*/ { DQ=0; // 给脉冲信号, "读"起始位 dat>>=1;//右移运算,把一个字节data(A)分成8 个bit 环移 DQ=1; // 给脉冲信号,"读"停止位 if(DQ) dat|=0x80;//按位或,取最高位并存入dat中,DQ=1则dat的最高位也为1 delayds(4); } return(dat); } /*************************写一个字节****************************/ writechar(unsigned char dat) { unsigned char i=0; for (i=8;i>0;i--) { DQ=0; //"写"起始 DQ=dat&0x01; //通过按位与使送出数据为"0"或"1",取最低位,先送//低位再送 delayds(5); //60us到120us延时 DQ=1; //"写"停止 dat>>=1; //右移运算,取高一位数据传入 } delayds(4); } /****************************读取温度********************************/ readtemp() { float tt=0; unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned char t=0; init(); writechar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作 writechar(0x44); // 启动温度转换 init(); writechar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作 writechar(0xBE); //写入读取温度指令,读取温度寄存器等(共可读9个寄存器)//前两个就是温度 a=readchar(); //读温度值的低字节
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