2021年交通灯课设报告.pdf

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1、-word.zl-交通灯控制系统设计实验一设计目的1.通过本次课程设计进一步熟悉和掌握单片机的构造及工作原理，稳固和加深“单片机原理与应用课程的根本知识，掌握电子设计知识在实际中的简单应用。2.综合运用“单片机原理与应用课程和先修课程的理论及生产实际知识去分析和解决电子设计问题，进展电子设计的训练。3.学习电子设计的一般方法，掌握AT89C52 芯片以及简单电子设计过程和运行方式，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计能力。4.通过计算和绘制原理图、布线图和流程图，学会运用标准、规X、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养电子设计的根本技能。5.通过完成一个包括电路设计和程

2、序开发的完整过程，了解开发单片机应用系统全过程，为今后从事的工作打根底。二设计要求1.利用单片机的定时器定时，实现道路的红绿灯交替点亮和熄灭。精品w o r d 可编辑资料-第 1 页，共 15 页-word.zl-2.以 AT89C52 单片机为核心，设计一个十字路口交通灯控制系统。用单片机控制 LED 灯模拟交通信号灯显示。假定东西、南北方向方向通行绿灯时间为 25秒，缓冲黄灯时间5 秒，停顿红灯时间35 秒。3.南北方向、东西方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进展显示采用计时的方法。三实验原理1.根本原理主体电路：交通灯自动控制模块。这局部电路主要由80C51

3、单片机的I/O端口、定时计数器、外部中断扩展等组成。本设计先是从普通三色灯的指示开场进展设计，用 P1 口作为输出。程序的初始化是东西南北方向的红灯全亮。然后南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮，60秒后东西方向黄灯闪亮 5 秒后南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮。重复执行。倒计时用到定时器T0，用 P2口作为 LED 的显示。二位一体的LED 重复执行 60 秒的倒计时。作为突发事件的处理，本设计主要用到外部中断EX0。用一模拟开关作为中断信号。实际中可以接其它可以产生中断信号的信号源。2.芯片 AT89C52 AT89C52 是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含8k bytes 的可反

4、复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes 的随机存取数据存储器RAM，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8 位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52 单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52 有 40 个引脚，32 个外部双向输入/输出 I/O 端口，同时内含2 个外中断口，3个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52 可以按照常规方法进展编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储

5、器可有效地降低开发本钱。主要功能特性：?兼容 MCS51指令系统?8k 可反复擦写(1000 次 Flash ROM?32 个双向 I/O口?256x8bit 内部 RAM 精品w o r d 可编辑资料-第 2 页，共 15 页-文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4

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7、4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6

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12、T5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10-word.zl-?3 个 16 位可编程定时/计数器中断?时钟频率0-24MHz?2 个串行中断?可编程 UART 串行通道?2 个外部中断源?共 6 个中断源?2 个读写中断口线?3 级加密位?低功耗空闲和掉电模式?软件设置睡眠和唤醒功能四 实验流程图一实现方法1在设计中利用软件程序延时的方法来控制红绿的亮的时间。考虑延时时间较长所以先用T0 产生终端然后通过计数的方法来实现延时。利用口的P1.1、P1.2、P1.3作为红绿灯控制端

13、口。2南北向的绿灯连在一块，东西向的红灯连在一块，他们一块与P1.1相连。同样南北向的红灯连在一块，东西向的绿灯连在一块，他们一块与P1.2 相连，四个黄灯连在一块与 P1.3相连。二流程图开始南北红东西绿30s倒计时显示黄灯亮 5s 南北绿东西红黄灯亮 5s 25s 倒 计 时 显精品w o r d 可编辑资料-第 3 页，共 15 页-文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10

14、文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D1

15、0文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D

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20、X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10-word.zl-五硬件设计1单片机的构造单片微机(Single-Chip Microputer)简称为单片机。它在一块芯片上集中成了中央处理单元CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时/计数和多功能输入/输出 I/O 口,如并行口 I/O、串行口 I/O和转换 A/D 等。就其组成而言，一块单片机就是一台计算机。由于它

21、具有体积小、功能强和价格廉价等优点，因而被广泛地应用于产品智能化和工业控制自动化上。2主要元器件选择1.开关管的选择：BUTTON 按钮2.LED 发光二极管LED RED，LED YELLOW，LDE GREEN 3.二位一体数码管7SEG-MPX2-CAT-RED:共阳数码管红色4.PN4249:驱动三极管5.AT89S51 系列单片机3设计显示局部LED 数码显示局部。LED 数码显示局部由七段数码显示管组成。发光二极管显示原理：发光二极管是采用砷化镓、镓铝砷和磷化镓等材料制成，其内部构造为一个PN 结，具有单向导电性。发光二极管在制作时，使用的材料不同，那么就可以发出不同颜色的光。当定

22、时器定时为1 秒，时程序跳转到时间显示及信号灯显示子程序，它将依次显示信号灯时间，同时一直显示信号灯的颜色，这时在返回定时子程序定时一秒，在显示黄灯的下一个时间，这样依次把所有的灯色的时间显示完后在重新给时间计数器赋初值，重新进入循环。六软件设计1单片机中断系统根本构造中断是一项重要的计算机技术，是处理正常工作与紧急状态的好方法，是实现人机实时交互的重要途径，在单片机应用系统中，中断技术得到了广泛应用。下面详细介绍单片机中断系统根本构造、与中断相关的特殊存放器的设置及中断应用系统编程方法。当 CPU 查询到系统有中断请求时，如果系统处于中断允许状态，CPU 将停顿当前的工作，响应中断请求，转向

23、中断效劳，中断效劳完成后，返回原程序继续执行当前任务，这叫精品w o r d 可编辑资料-第 4 页，共 15 页-文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B

24、7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8

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30、1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10-word.zl-单片机中断。8051 系列单片机中断系统构造如图3.7 所示。能让CPU 产生中断的信号源叫中断源。8051单片机有NT0、INT1、T0、T1、TI、RI 六个中断源，但只有EX0、ET0、EX1、ET1、ES五个向量,下面简要介绍六个中断源。图：单片机中断系统根本构造INT0、INT1：外部中断源，由 P3.2和 P3.2 引脚输入。具有低电平和脉冲两种触发方式，在每个机器周期的S5P2采样引脚信号，如有效那么由硬件将它的中断请求标志IE 置 1，请求中断。当CPU 响应中断时，由硬件复位。T0、T1：定时/计数器中断，当定时/

31、计数器产生溢出时，置位中断请求标志TF 请求中断处理。RI、TI：串行中断，RI 是接收，TI 为发送。单片机串行口接收到一个字符后RI 置 1，发送完一个字符TI 置 1。值得注意的是，RI、TI 在响应中断后，必须由用指令将其复位。中断响应：CPU 在执行程序的过程中，在每个机器周期的S5P2对中断标志位按中断优先级进展查询，一旦查询到有中断请求，CPU 只要不在执行同级或高级的中断效劳程序和当前指令RETI 指令或访问IE、IP 的指令除外执行完毕两种情况，那么响应中断。如果当前正在执行的指令是RETI 或访问 IE、IP 的指令，那么当前指令执行完毕后，CPU 才可响应中断。中断响应时

32、间可以从中断信号被查询开场算起，中断响应时间在以下三种情况下，响应时间还会更长：CPU正在执行一个比要响应的中断源优先级相等或更高的中断源的中断效劳程序，此时须等到中断效劳程序执行完毕才可中断响应。1IT0=0IT0=1TIRIIT0=1IT0=0TCONIE0TF0IE1TF1TIRIIT0=0ET0EX0EX1ET1ESEA中断优先级1IP精品w o r d 可编辑资料-第 5 页，共 15 页-文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4

33、M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O

34、4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6

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37、B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT

38、5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:C

39、T5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10-word.zl-正在执行的当前指令不是在最后一个机器周期，只有指令执行完后才响应中断。如果当前执行的是RETI 或访问 IE、IP 的指令，那么当前指令执行完毕后，CPU需再执行一条指令才可以中断响应，因此附加等待响应时间不会超过5 个机器周期。中断入口：单片机响应

40、中断后，将转向特定的入口进展中断效劳，单片机的中断入口地址如表3.2所示。中 断 源入 口 地 址IE0外部中断00003H TF0定时器0 溢出中断000BH IE1外部中断10013H TF1定时器1 溢出中断001BH RI+TI 串行口中断0023H 表 3.2 MCS-51 单片机中断效劳程序入口地址表从表中可以看出，两相邻中断源的入口地址间隔为8 个单元。这意味着如果要把中断源对应的中断效劳程序从入口地址开场存放，那么程序的长度不能超过8 个字节，否那么会影响到下一个中断源的入口地址的使用。而通常的情况下，中断效劳程序的长度不止8个字节，因此，常见的处理方法是：在入口地址处存放一条

41、无条件转移指令，通过这条转移指令转向对应的中断效劳程序入口，中断效劳程序以RETI 为完毕。中断请求的撤销：CPU 响应中断请求，在中断返回RETI 之前，该中断请求应被撤除，否那么会引发另一次中断。定时/计数器中断请求撤销：CPU 在响应中断后，由硬件自动去除中断请求标志TF。外部中断请求撤销：如果采用脉冲触发方式，CPU 在响应中断后，由硬件自动去除中断请求标志IE；对于电平触发方式的外部中断请求，中断标志的撤销是自动的，由于造成中断请求的低电平继续存在，所以在响应中断后再次会产生中断请求，为此响应中断后要撤销外部信号。2.每秒钟的设定延时方法可以有两种一中是利用MCS-51 内部定时器才

42、生溢出中断来确定1 秒的时间，另一种是采用软延时的方法。3.计数器初值计算精品w o r d 可编辑资料-第 6 页，共 15 页-文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN

43、6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 H

44、N6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3

45、HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3

46、 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U

47、3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5

48、U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M

49、5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10-word.zl-定时器工作时必须给计数器送计数器初值，这个值是送到TH 和 TL 中的。我们可以把计数器记满为零所需的计数值设定为C 和计数初值设定为TC 可得到如下计算通式：TC=M-C 七实验程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit R1=P20;/东西红灯sbit Y1=P21;/东西黄灯sbit G1=P22;/东西绿灯sbit R2=P23;/南北红灯sbit Y2=P24;/南北黄灯sbit G2=P25;/南北绿灯sbit Z

50、1=P26;/南北人行道绿灯sbit Z2=P27;/东西人行道绿灯sbit K0=P30;/全部禁行开关sbit K1=P32;/主干道通行开关sbit K2=P33;/支道通行开关sbit JG=P36;/全部禁行警报uchar a=0,m,k,h;uchar code dis=0Xc0,0Xf9,0Xa4,0Xb0,0X99,0X92,0X82,0Xf8,0X80,0X90,0Xff;/断码精品w o r d 可编辑资料-第 7 页，共 15 页-文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7 ZV1F10F2X10D10文档编码:CT5B6O4M5U3 HN6Y1I8M8B7