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单片机的数控稳压电源设计方案.pdf

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1、I/49。摘要电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。该直流稳压电源的输入为交流22O

2、V，50H z，输出电压为1.26V 10V内连续可调，输出电流为500m A 以上，并能够直观的显示输出电压。电源的控制电路选用AT 89 S51 单片机为核心，以及数/模转换功能，具有线路简单、稳定性好、显示清晰直观等特点。文章中分析了电源的整体结构和工作原理，并详细的讲述了预稳压电路、数/模转换电路、显示电路等电路的工作原理。给出了控制电路的硬件实现和主要的软

3、件流程设计。关键词：单片机；数码管；数/模转换；稳压II/49 AbstractD i gi tal l ycont rol l edpow ersu ppl yt echnol ogy,especi al l yt ech nol o gyi sast r ongp r act i calengi n eeri n gtech nol og y,andser v i cetoal li nd ust ri es.Po w erel ect r oni cstec hnol ogyi st hebestap pl i c at i onofener g ytech n

4、ol og i es.Te chn ol og yc om bi nesthepow eroft oday sel ect r i cal,el ect r oni cs,sy st ems i nt egr ati on,con tr ol t heo r y,mater i al s,andm anyo t hersubj ectar eas.W i t ht hecomp ut er and co mmun i cat i on t echn ol ogi es dev el oped f ro mmoder ni n f or mat i ont echno l og yr ev o

5、l ut i on,tot he pow erel ect r oni cst echn ol og yt opr ov i deabr o add ev el o pmen tpr ospect s,butal sot osetah i gherpow ersupp l yrequ i r emen ts.T heD Cpow ersupp l yi nputf ort h eex ch ange of2 2OV,50 H z,o utputv ol tage of1.2 6V10Vcont i nuo usl yadj ust abl e ou t putc ur r entof500m

6、A or mor eandb eabl etod i spl ayv i su alou tputv ol t age.Pow ersupp l y c ontr o l c i r cui t u se AT 89S 51 mi cro contr ol l er as t h ecor e,asw el lasD/Aconv ert erf uncti ons,w i t hsi m pl eci r cu i t,goo d st abi l i t y,show i ng a cl ear andi nt ui t i v e andsoon.T hear t i cl eanal y

7、 zest h epow eroft heo v er al lst r uct urean dw ork i n gpr i nci pl eandi ndet ai labou tt hepr e-regul at orci r cui t,D/A con v ert erci r cui t,di sp l ayci r cu i tsot heci r c ui tw ork s.Gi v est hec ontr o lc i r cui thar d w are i m pl ement at i on and t h e mai n so f t w ar e f l ow.K

8、eyw or ds：SC M。di gi t alpi p e。D/A con v er ter。文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:

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15、-2-第 2 章方案的论证与设计-3-2.1方案选择-3-2.2方案的确定-3-2.3方框图的设计-3-本章小结-4-第 3 章单元电路设计-5-3.1单片机电路设计-5-3.1.1 AT 89S51 单片机-5-3.1.2 AT 89S51 引脚功能-5-3.1.3单片机在电路中应用-8-3.2数/模转换电路设计-10-3.2.1D A C0832 芯片简介-10-3.2.2D A C0832 的主要特性参数-11-3.2.3D A C0832 结构-11-3.2.4D A C0

16、832 的工作方式-12-3.2.5D A C0832 在电路中的应用-12-文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG

17、8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1

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19、Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:

20、CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 H

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22、10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4IV/49 3.3放大电路设计-13-3.3.1L M 324 简介-13-3.3.2L M 324 的特点-14-3.4稳压电路设计-15-3.5

23、电源电路设计-16-3.6显示电路设计-18-3.6.1四位一体数码管共阳）介绍-18-3.6.2四位一体数码管管脚-18-3.6.3驱动电路-18-本章小结-19-第 4 章软件程序设计-20-4.1程序流程图-20-4.2程序-21-本章小结-22-第 5 章整机的工作原理-23-5.1工作原理-23-5.2整机原理图-23-本章小结-23-结论-25-致谢-26-参考文献-27-附录 1 译文-28-附录 2 英文参考资料-31-附录 3 C 程序-35

24、-附录 4 整机原理图-42-附录 5 元器件表-43-文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8

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30、文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4V/49 第 1章绪论采用单片机的数字可调稳压电源价格低廉采用普遍使用的元件就能实现其功能，显示清晰直观，传统的模拟可调稳压电源没有读数，在读数过程中很不方便，并且长时间使用会造成输出电压

31、不稳。数字可调稳压电源则采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳数现象，测量结果就是唯一的，不仅保证读数的客观性与准确性，还符合人们的读数习惯，能缩短读数和记录的时间。模拟可调稳压电源大多是通过调节电位器的阻值改变输出直流电压，电位器特别容易磨损，使用一段时间后就会出现接触不良，引起输出电压不稳定。数字可调稳压电源是通过接触按钮以步进方式选取不同的输出电压，再有数码管显示输出电压机器工作状态，工作稳定可靠。采用单片机的数字可调稳压电源，它具有输出电压容易改变、价格低廉、显示清晰直观、准确度高、扩展能力强等特点。1.1 课题背景电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术

32、，服务于各行各业。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。直流稳压电源是电子技术常用的仪表设备之一，广泛的应用于教案、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验操作和科学研究不可缺少的电子仪器。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多，但均存在一下二个问题：输出电压是通过粗调波段开关）及细调.输出电压为(1.2610v 2.输出误差 0.1v 3.额定输出电流 500m

33、A 文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S

34、3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4

35、M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4

36、N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W

37、6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9

38、C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4

39、W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4-3-/49 第 2 章方案的论证与设计2.1 方案选择数控稳压电源是电子设备的重要部分，其质量好坏直接影响着电子设备的可靠性，而且电子设备的故障60%来自电源。因此电源越来越受到人们的重视。电子电路及电子设备对电源最基本的要求就是电源的输出电压或输出电流要

40、稳定。通过查阅大量资料，显示电路和控制电路是本电路的核心部分，对它的选择有以下三种方案：方案一：采用模拟电路采用模拟电路的可调稳压电路就是用一个多档开关来控制输出电压,而所谓的显示系统只是在多档开关的每个档的旁边注明电压值。随着电子行业的发展，它不耐用的弊端已经使它逐渐离开历史的舞台。方案二：采用纯数字电路纯数字电路的稳压电源避免了硬件之间的磨损，使得使用寿命大大提高，而且其输出电压也不会随时间产生误差。但是它的电路较为复杂，制作时很困难，由于电路的复杂产生的问题也会很多。方案三：采用单片机的方法采用单片机的数字稳压电源是将数字电路和单片机很好地结合在一起，不但能够达到数字电路的效果，而且能够

41、大大地简化复杂的纯数字电路。采用单片机后，还可以用软件实现保护功能，要扩展其他的功能也非常容易。2.2 方案的确定经过全方位的对比，使电路的设计更加合理化，切合技术指标的标准，觉得使用方案三单片机的方法简洁、灵活、可扩展性好更加的适合这次的毕业设计，并能够达到指标要求。2.3 方框图的设计经过对电路原理的分析，基本对电路有了一个大概的设计，如图2-1 所文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M

42、4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3

43、U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M

44、9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N

45、3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6

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47、4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W

48、4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4-4-/49 示：图 2-1 整机方框图方框图的论述：本电路通过按键设置数字电压值并且在数码管上显示，而设置的电压值通过单片机的P0口的 8 位数据线传输给D/A 转换电路转换成模拟电压值，通过模拟放大器将电压放大后送给稳压电路最终输出。各部分功能：单片机：只要是起到控制作用显示电路：用来显示预置电压按键单元：对预置电压的改变D/A 转换：将数字电压转换成为模拟电压控制电路：对稳压电路起到了控制作用稳压电路：输出恒定的电压本章小结本章主要介绍了对该课题的分析论证和方案的确立，以及方框图的设计及原理的阐述

49、，在下一章节当中，将对该课题中各单元电路的具体设计方案、元器件的选择作进一步论述。单片机显示电路按键D/A 转换控制电路稳压电路输出电路整流滤波变压器220v 文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E

50、8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4 ZV10Q4W4N3M4文档编码:CG8W6S3U3E8 HS1V9C4M9B4

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4.3 金币

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