整理单片机控制的花样彩灯.docx
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整理单片机控制的花样彩灯
课程设计报告书
题目:
花样彩灯控制系统
专业：
电气工程
日期：
2012-6-22
河南工业职业技术学院
课程设计（论文）任务书
一、课题设计（论文）题目：
花样彩灯控制系统
二、课程设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：
设计要求：
利用8031单片机，正常情形下使P1口八个发光二极管做跑马灯和流水灯显示；紧急情形下，使八个发光二极管做鸳鸯戏水灯显示。
三、设计任务：
1.设计硬件电路，画出电路原理图；
2.画出程序流程图；
3.编制程序，写出源程序代码；
4.写出5000字的详细说明书，要求字迹工整，原理叙述正确，会计算主要元器件的一些参数，并选择元器件；
四、主要参考资料：
1、《单片机原理及应用》，李建忠，西安电子科技大学出版社，2002年
2、《单片微型计算机与接口技术》，李群芳等，电子工业出版社，2002年
3、《单片微型计算机原理与接口技术》，陈光东等，华中科技大学出版社，1999年
4、《单片机实验与实践》，周立功等，北京航空航天大学出版社，2004年
5、《开放式综合实验/仿真系统MCS51实验分册》，伟福公司
电气工程系电气自动化专业1001班
学生：
杜世会
指导教师：
赵阳
助理指导教师（并指出所负责的部分）：
教研室：
教研室主任：
1.1引言
随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。
但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。
此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。
因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
课程设计是学完一门课后应用本课知识及以前的知识积累而进行的综合性、开放性的训练，是培养学生工程意识和创新能力的重要环节。
进一步巩固和加深“单片机”课程的基本知识，了解单片机设计知识在实际中的应用。
综合运用“单片机”课程和先修课程的理论及生产实际知识去分析和解决电路设计问题，进行单片机电路设计的训练。
学习单片机设计电路的一般方法，了解和掌握单片机电路的设计过程和进行方式，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体电路设计能力。
通过计算和绘图，学会运用标准、规范和查阅有关技术资料等，培养单片机电路设计的基本技能。
该程序示例了单片机键盘控制p1口流水灯花样的方法;具体表现为:
p3.23.23.43.5四个小本文提出了一种基于AT89S51单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。
按键，分别实现了四个控制。
通过这次实验，我们也了解了团队合作的重要性，集体的力量是伟大的，一个人如何融入一个团队是是一个重要问题，讲究合作才能取得最后的成功！
2设计原理
2.1MCS51单片机
引脚说明
MCS单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。
图2-9为引脚排列图，40条引脚说明如下：
1、主电源引脚Vss和Vcc
①Vss接地
②Vcc正常操作时为+5伏电源
2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2
①XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。
当采用外部振荡器时，此引脚接地。
②XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。
是外接晶体的另一端。
当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。
3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE/
，
和
/Vpp
①RST/VPD当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位
在Vcc掉电期间，此引脚可接图2-98051引脚排列图
上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。
②ALE/
正常操作时为ALE功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE引脚以不变的频率（振荡器频率的
）周期性地发出正脉冲信号。
因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。
但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲，ALE端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL电路。
对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲（
功能）
③
外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间，
在每个机器周期内两次有效。
同样可以驱动八LSTTL输入。
④
/Vpp、
/Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。
当
/Vpp为高电平时，访问内部程序存储器，当
/Vpp为低电平时，则访问外部程序存储器。
对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚上加21伏EPROM编程电源（Vpp）。
4、输入/输出引脚P0.0-P0.7，P1.0-P1.7，P2.0-P2.7，P3.0-P3.7。
①P0口（P0.0-P0.7）是一个8位漏极开路型双向I/O口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线，P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载。
②P1口（P1.0-P1.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。
能驱动（吸收或输出电流）四个LSTTL负载。
。
③P2口（P2.0-P2.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址。
P2口可以驱动（吸收或输出电流）四个LSTTL负载。
④P3口（P3.0-P3.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。
能驱动（吸收或输出电流）四个LSTTL负载
2.2LED显示数码管
LED有共阴极和共阳极两种。
如图所示。
二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起，接入+5V的电压。
一位显示器由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）a～g，另一个小数点为dp发光二极管。
当在某段发光二极管施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。
为了保护各段LED不被损坏，需外加限流电阻。
LED数码管结构原理图：
高电平驱动共阴极
低电平驱动共阳极
图3AT89C2051引脚配置
AT89C2051芯片的20个引脚功能为：
VCC电源电压。
GND接地。
RST复位输入。
当RST变为高电平并保持2个机器周期时，所有I/O引脚复位至“1”。
XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2来自反向振荡放大器的输出。
P1口8位双向I/O口。
引脚P1.2～P1.7提供内部上拉，当作为输入并被外部下拉为低电平时，它们将输出电流，这是因内部上拉的缘故。
P1.0和P1.1需要外部上拉，可用作片内精确模拟比较器的正向输入（AIN0）和反向输入（AIN1），P1口输出缓冲器能接收20mA电流，并能直接驱动LED显示器；P1口引脚写入“1”后，可用作输入。
在闪速编程与编程校验期间，P1口也可接收编码数据。
P3口引脚P3.0～P3.5与P3.7为7个带内部上拉的双向I/0引脚。
P3.6在内部已与片内比较器输出相连，不能作为通用I/O引脚访问。
P3口的输出缓冲器能接收20mA的灌电流；P3口写入“1”后，内部上拉，可用输入。
P3口也可用作特殊功能口。
2.3中断指令。
在CPU和外设交换信息时，存在着快速CPU和慢速外设间的矛盾，机器内部有时也可能出现突发事件，为此，计算机中通常采用中断技术。
CPU和外设并行工作，当外设数据准备好（或有某种突发事件发生）时向CPU提出请求，CPU暂停正在执行的程序转而为该外设服务（或处理紧急事件），处理完毕再回到原断点继续执行原程序。
中断优先级：
当有多个中断源同时向CPU申请中断时，CPU优先响应最需紧急处理的中断请求，处理完毕再响应优先级别较低的，这种预先安排的响应次序。
中断的嵌套：
在中断系统中，高优先级的中断请求能中断正在进行的较低级的中断源处理，
（1）中断技术是实时控制中的常用技术，51系列单片机有三个内部中断，二个外部中断。
所谓外部中断就是在外部引脚上有产生中断所需要的信号。
每个中断源有固定的中断服务程序的入口地址（称矢量地址或向量地址）。
当CPU响应中断以后单片机内部硬件保证它能自动的跳转到该地址。
因此，此地址是应该熟记的，在汇编程序中，中断服务程序应存放在正确的向量地址内。
（或存放一条转移指令）；而在C语言中是靠Interruptn的关键字n自动设置的。
（2）单片机的中断是靠内部的寄存器管理的，这就是中断允许寄存器IE，中断优先权寄存器IP，必须在CPU开中断即开全局中断开关EA，开各中断源的中断开关，CPU才能响应该中断源的中断请求，其中缺一不可。
（3）从程序表面看来，主程序和中断服务程序好象是没有关连的，只有掌握中断响应的过程，才能理解中断的发生和返回，看得懂中断程序，并能编写高质量中断程序。
表2.1常用中断
符号
名称
中断引起原因
中断服务程序入口
INT0
外部中断0
P3.2引脚的低电平或下降沿信号
0003H
INT1
外部中断1
P3.3引脚的低电平或下降沿信号
0013H
T0
定时器0中断
定时计数器0计数回零溢出
000BH
T1
定时器1中断
定时计数器1计数回零溢出
001BH
T2
定时器2中断
定时计数器2中断（TF2或T2EX信号）
002BH
TI/RI
串行口中断
串行通信完成一帧数据发送或接收引起中断
0023H
2.4硬件原理图
晶振（12MHz）定时1秒
对于12MHz的晶振而言，其时钟周期T=1/f=1/12us,而89C51的一个机器周期包括12个时钟周期，所以一个机器周期为1us，对于T0而言，使之工作于16-bit，
最大计时为65536*1=65536us，需要多次定时才能实现一秒定时。
3程序流程图
3.1总流程图
N
Y
NYNYNYNY
3.2流水灯子程序流程图
N
Y
N
Y
其他子程序流程图与上图按下其他键的流程图和它相类似。
3.3中断程序流程图
4汇编程序
4.1主程序：
ORG0000H;中断入口程序;
LJMPSTART
ORG0003H
RETI
ORG000BH
RETI
ORG0013H
RETI
ORG001BH
RETI
CLEAR:
RET;;初始化程序
;START:
ACALLCLEAR;主程序
STAR1:
MOVP3,#0FFH
JNBP3.2,FUN2
JNBP3.3,FUN3;关闭按纽
JNBP3.4,FUN0
JNBP3.5,FUN1
JNBF0,STAR1;曾经有键按下F0置1
RET;
FUN0:
LCALLDL10MS;消除抖动
JBP3.4,STAR1
WAITL0:
JNBP3.4,WAITL0;等待键释放
SETBF0
FUN01:
LCALLFUN00
LCALLSTAR1
LJMPFUN01;
FUN1:
LCALLDL10MS;消除抖动
JBP3.5,STAR1
WAITL1:
JNBP3.5,WAITL1;等待键释放
SETBF0
FUN10:
LCALLFUN11
LCALLSTAR1
LJMPFUN10;
FUN2:
LCALLDL10MS;消除抖动
JBP3.2,STAR1
WAITL2:
JNBP3.2,WAITL2;等待键释放
SETBF0
FUN20:
LCALLFUN22
LCALLSTAR1
LJMPFUN20;
FUN3:
LCALLDL10MS;消除抖动
JBP3.3,STAR1
WAITL3:
JNBP3.3,WAITL3;等待键释放
CLRF0
MOVP1,#0FFH;关显示
LJMPSTAR1;
FUN00:
MOVA,#0FEH；从P1.0到P1.7移动点亮
FUN000:
MOVP0,A
LCALLDL05S
JNBACC.7,OUT
RLA
AJMPFUN000
OUT:
RET;
FUN11:
MOVA,#0FEH；从P1.0到P1.7依次点亮
FUN111:
MOVP1,A
LCALLDL05S
JZOUT
RLA
ANLA,P1
AJMPFUN111;
FUN22:
MOVA,#0FEH；间隔点亮
FUN222:
MOVP1,A
LCALLDL01S
CPLA
RLA
MOVP1,A
LCALLDL01S
RET;
FUN33:
MOVA,#01H；逐点熄灭
FUN333:
MOVP1,A
LCALLDL01S
JNZOUT
RLA
ORLA,P1
AJMPFUN333
DL01S:
MOVR2,#0FFH;延时程序
MOVR7，#02H
LOOP1:
DJNZR2,LOOP1
LOOP5：
DJNZR7，DL512
RET
DL10MS:
MOVR3,#14H
LOOP2:
LCALLDL512
DJNZR3,LOOP2
RET
DL05S:
MOVR4,#0AH
LOOP3:
LCALLDL10MS
DJNZR4,LOOP3
RET
DL30S:
MOVR5,#03H
LOOP4:
LCALLDL05S
DJNZR5,LOOP4
RET
END
4.2一秒钟定时程序
MOVB,#0AH；允许中断
MOVTMOD,#01H；工作方式1
MOVTH0,#0B0H
MOVTL0,#3CH
SETBTR0；启动计数
SETBEA；开中断
）言之有理即可分，（3也衬托了学生这种行为的感人。
为下文写学生们雪中送炭作了铺垫，突出山村冬天天气严寒，．18）言之有理即可分，（4侧面表现了孙老师对学生的爱。
生动形象地写出学生围在火堆边烤火时欢快的情景，这里用比喻的修辞手法，示例：
．19孙老师用爱温暖着学生，或：
（爱心使孙老师夫妇和学生们在寒冷的冬天里感到温暖。
冬天取暖的需要。
学生们送的木炭能满足孙老师夫妇一个．20）分，言之有理均可3每点分，）（6使寒冷的冬日充满暖意。
而学生也用真挚的爱回报老师，福建泉州）分（26题。
17—13阅读下文，完成）三（父子的母校韦如辉①父亲对儿子说起他的母校，腮边的胡楂儿都飞快地跳起了舞。
!
那个美啊!
那家伙，那个高啊!
②父亲说，那操场，那教学楼，那梧桐树。
父亲放下手中的锄头，夸张地打开自己的双臂，语无伦次地说，那个大啊③儿子的思想，随着父亲夸张的动作，鸽子一样地飞向远方。
④父亲放下双臂，风摆树叶似的抖着右手又说，还有那教室，那家伙，开阔敞亮，窗明几净。
父亲从嘴里喷发出的唾沫和浓重的烟草味，在阳光下的田野上肆无忌惮地游走。
儿子不是不相信父亲的话，实在是儿子没见过?
⑤儿子屏住呼吸，全神贯注地看完父亲一连串的表演，最后才语气稚嫩地问，爸，你的母校真的那么好吗被父亲夸奖得如此美好的学校。
!
⑥父亲似乎不高兴，一脸愠色地拨弄了一下儿子的脑袋。
儿子的脑袋，弹簧似的晃了晃。
父亲语气凝重地说，你小子，我说的还能有假⑦儿子的梦里，就有了父亲的母校。
有了那操场，那教室，那高楼，那梧桐树。
柴草。
⑧父亲从村外一步三摇地走来。
背上压着山一样大捆的⑨眼看就要入冬了，父亲必须用这些柴草，认真地对付这个即将到来的寒冷冬天。
⑩儿子似乎很有眼色，每当喘着粗气的父亲将要蹲下放柴草的时候，儿子都会从柴草的底下扶上一把。
儿子这一把的力气尽管很弱小。
但的确能够减少父亲身体弯曲的痛苦。
!
父亲夸，好儿子11○儿子笑了笑，两颗俏皮的虎牙闪动在父亲的眼前。
12○?
有一天，儿子扶下父亲背上的最后一捆柴草。
儿子请求，爸，带我去看一看你的母校，好吗13○?
对于儿子的请求，父亲觉得既在意料之外，又在意料之中。
父亲认真地吐一口烟雾，才对儿子说，真想去14○!
儿子努力地点了点头，嘴里坚定地说，想15○第二天，田地里的浓雾还没有淡下来的时候，父子俩就上路了。
16○父亲边走边对儿子说，我的母校在县城，离咱家可远了。
得翻过两条河，再坐三个钟头的车才能到达啊。
父亲说到最后一个“啊”字，诗人般抒发一17○串长音。
儿子想说，爸，别说了，您已经说过无数遍了。
然而，儿子没有说，儿子怕父亲不高兴。
怕父亲改变主意，怕父亲不带自己去他美丽的母校。
18○风吹到脸上，夹杂着雾气的潮湿，多少有点儿刺骨的感觉。
19○但儿子身上很快淌了汗，而且额上的汗珠已如小虫子似的爬来爬去。
20○爸驮你一会儿。
?
父亲转过身来问，累吗21○然后把胸脯挺得树一样直。
!
儿子咬紧牙关说，不要22○临近中午的时候，父子俩几经周折才到了县城。
23○县城真是个好地方，儿子从来没去过县城，儿子的好奇心被极大地调动起来了。
儿子从心眼里羡慕父亲，父亲是个了不起的人物，他的母校能在县城，24○他能在县城里读书，真是了不起。
走到一块开阔地，父亲异常兴奋，眼睛里放射出万丈光芒。
父亲说，看，这块，就是母校的操场，那家伙。
父亲的语气里跳动着数以万计个惊喜的细25○胞。
儿子满眼惊奇，眼神随着操场的开阔地而延伸而翻腾而跳跃。
26○?
父亲用手一指，看，那个四层楼，就是我们的教室哩。
我的班在三楼，最东头的那个门，看见了没有27○儿子当然看到了。
儿子的眼睛里是一座巍然屹立的高楼。
儿子心想，什么时候自己能28○!
到那教室里读一天的书，哪怕是一天也就心满意足了!
那家伙?
父亲嘴里还在说，信不信29○从县城回来，儿子整夜做梦。
儿子的梦，当然都与父亲的母校有关。
30○!
后来，儿子真到县城读书。
父亲对儿子说，你读书的那个学校，就是我的母校，那家伙31○再后来，儿子考上了大学，儿子成了城里人。
32○儿子什么都清楚了。
父亲没上过一天的学，父亲在城里根本就没有什么母校。
父亲。
里装的那几个字，还是从扫盲班拾来的。
33○儿子当然清楚，儿子清楚得眼睛里蓄满了泪水。
?
为什么又把体委大厦和体委操场指鹿为马呢?
那么父亲为什么称自己在城里有母校呢34○期11年第2011选自《微型小说选刊》（]网|科|学:
来源）[）分（6．依次填写小说的主要故事情节。
13→儿子明白了父亲其实没有“母校”→→）分（5段与小说的核心内容“父子的母校”看似无关，实则联系紧密，请说明理由。
12-．⑧14○）分?
（5为什么会产生这些情感?
．儿子对父亲怀有怎样的情感15）分（4合人物身份的，也有不符合的，试作分析。
．下列有关“父亲”的语言描写，有符16那个美啊!
”!
那家伙，那个高啊!
①“那个大啊②“那教室，那家伙，开阔敞亮，窗明几净。
”?
③“信不信那家伙!
”句。
第）符合（句。
第）不符合（）分）（6写出两点（．小说中“父亲”这一人物形象很感人，请作具体分析。
17三（）分）（26父亲对儿子夸“母校”父亲带儿子去看“母校”儿子进了“母校”）分13.（6是父亲希望儿子读）分（2示例一：
这部分的情节表现了父子贫苦、艰难的生活现状，）分（5．14）分（3或“是父子对‘母校’的向往、追求美好生活的原因”）。
（“母校”的原因之一分（2示例二：
这部分的情节表现了儿子的孝顺、懂事，使下文儿子进“母校”等情节显得））分（3真实可信。
之情。
）感激（之情。
他以为父亲读过书，是个了不起的人。
②感恩）羡慕（分）①敬佩（5．15）未答出“感激、感恩”要点的，酌情扣分（他明白了是父亲的良苦用心成就了自己的人生。
分（4．16）分（2符合）①③因为父亲是个农民，对虚拟的“母校”只能含糊其词。
）（）分（2不符合）②因为父亲是个没文化的农民，说不出这么文绉绉的话来。
（他对儿子的教育是通过虚拟的美好“母）分（1示例：
①“父亲”是个教子有方的人，）分（6．17他深知有知识有文）分（1分）②“父亲”是个有眼光的人，（2校”，激发儿子的上进心。
未答出“教子（分）③从“爱子之情”或“任劳任怨”作答亦可。
（2化能改变人生的道理。
）分2有方”要点的，扣龙岩分）（２３５题。
1２——1三）阅读下面文章，完成（二、刷鞋匠的绝招曾颖公共汽车的门开了，一大群赶着上班的人和挑着担子背着包袱的外地小商贩蜂拥着挤上车来，投币声和刷卡声滴滴嗒嗒响成一片。
毫无感情色彩的电子人机械地重复着：
本车为无人售票车，请自觉刷卡或投币……该上的上完了，关车门。
司机冲一个小个子乡下人喊：
请自觉投币！
小个子的乡下人理了理肩上挎的小木箱，把手中的木凳往地上一放，坐下，很反感地盯了一眼司机，想说什么，但忍住了。
从他衣服上闪闪发光的黑色油痕和他随身携带的板凳和木箱我们看得出，他是一个刷鞋匠。
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JBCTF0,SHI
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SHI:
MOVTH0,#3CH
MOVTL0,#0B0H
RET
宛如一团团漂浮的彩云。
被舞动的群蜂围裹着,在槐树林旁边搭起一个个小帐篷。
那一排排蜂箱的四周,就会有一些从异乡赶来的放蜂人,?
这个时候忙碌着采集花蜜。
那些蜜蜂们总是不知疲倦地飞进飞出用柳竟然,淘气的我为了探究蜜蜂是如何采蜜的,有一次只能远远地观望。
可是嗡嗡嘤嘤的蜂群却令我望而生畏,尽管我对那些蜂箱充满了好奇,?
当时．．捡起一只奄奄一息的蜜蜂,他蹲下身,狠狠地呵斥了我一顿。
之后,被一位放蜂的老人发现了。
他疾步赶过来,条去扑打那些落在野花上的蜜蜂。
我的野蛮举动”你看它们活得多么不容易啊。
说话的声音轻了很多,“孩子,他看着我放蜂老人才把目光从那只蜜蜂的身上移开。
过了许久他的眼神溢满怜惜。
放在手心。
放蜂老人养着数不清的蜜蜂，为什么会因为一只蜜蜂的意外死亡而伤心呢？
这个谜，就像放蜂老人惭愧地低下了头。
但一直令我感到不解的是，,我听了之后那充满怜惜的眼神，在我的内心久久挥之不去。
?
后来，村前的那片槐树林被人们砍伐殆尽，只剩下一片光秃秃的盐滩和纵横交错的沟壑。
从此，再也见不到那些远道而来放蜂的异乡人。
?
去年初夏的一天，我和几位朋友一起到十梅庵森林公园观赏槐花。
在山脚下，我们遇见一位放蜂的中年男子。
当时，有几只蜜蜂不慎飞落到帐篷附近的怡个小水洼里。
他正手持一根竹篾，小心翼翼地将它们捞上来。
然后，他将那几只蜜蜂放在手掌上，用嘴将沾在它们翅膀上的水渍吹掉。
“应该是它们害怕呀！
你看，它们辛辛苦苦积攒的口粮，“你不怕被它们蛰伤吗？
”他憨厚地一笑，而后幽默地说：
?
我在一旁看见了，有些不解地说：
”不是都被我剥夺了。
?
随后，我与他攀谈起来。
原来蜜蜂们虽然酿出了甘甜的蜜液，可是大多时候它们食用的却是兑了少许蜜液的清水。
然而，它们从来不因此抱怨和偷懒。
每一只蜜蜂在每一天都会尽心尽力的采蜜，一直到它们生命的终结。
⑴放蜂人一年四季大都在外面奔波，一路追赶花期。
有时候因为走得仓促，总会有些外出采蜜的蜜蜂，变成无家可归的流浪蜂。
的努力。
最终大都暴尸野外。
它们的牺牲
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