篮球比赛进攻24秒多功能倒计时说明书
篮球24秒倒计时 (修复的) 课程设计 武汉理工大学 自动化学院
课 程 设 计题 目 篮球24秒计时器的设计与制作学 院 自动化学院 专 业 电气工程及其自动化班 级 电气1004班 姓 名 周喜松指导教师石道生2012 年 7 月 4 日课程设计任务书学生姓名：周喜松专业班级：电气1004班指导教师：石道生工作单位：武汉理工大学题目: 篮球24秒记时器的设计与制作初始条件：（1）具备显示24秒记时功能（2）计时器为递减工作，间隔为1S（3）递减到0时发声光报警信号（4）设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排：6月25日~6月28日：明确课题，收集资料，方案确定7月28日~7月2日：整体设计，硬件电路调试7月2日~7月6日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：年月日目录摘要 (4)1 设计任务及要求和总体框图 (5)1.1设计任务与要求 (5)1.2 总体框图 (5)2 电路设计方案及电路的选择 (5)2.1 电路设计方案 (5)2.2 电路选择 (6)3 各单元电路的设计 (7)3.1 秒脉冲信号 (7)3.2 24进制计数器的设计 (8)3.3控制电路的设计 (8)4 各功能模块 (9)4.1 秒脉冲发生器的工作原理.................................................................................... (9)4.2 24秒减计数器的工作原理 (11)4.3 控制电路的工作原理 (11)5 总体设计电路图与电路图仿真 (13)5.1 总体设计电路图 (13)5.2 电路图仿真 (13)6 数字电路的连接与调试 (14)7 实验心得和体会 (14)参考文献 (16)附录 (17)评定表 (19)摘要对于现在这个信息化的社会，人们的生活水平得到很大的提高及完善，因而对于电子产品的要求也有了更高的要求。
24秒篮球计时规则
24秒篮球计时规则
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲超刺激的24 秒篮球计时规则！你想想啊，就好比一场激烈的赛车比赛，24 秒就是那决定胜负的关键时间段！比如说，进攻方拿到球后，就跟赛车猛然启动一样，他们得在这 24 秒内快速组织进攻，找机会投篮，否则时间一到，就好像赛车突然没油了，那就悲剧啦！
比赛中，这 24 秒的倒计时一直在滴答滴答走呀，多紧张啊！进攻方必须得争分夺秒，就像在和时间赛跑！每次看到球员们在最后几秒还在拼命找机会出手，我的心都提到嗓子眼了，哎呀，那叫一个刺激！就好像看着短跑运动员在最后几米全力冲刺一样。
你说这规则是不是特别重要？它让比赛紧张又精彩，每一秒都充满了悬念！简直太棒啦！
我的观点结论就是：24 秒篮球计时规则绝对是篮球比赛中不可或缺的
精彩元素，让篮球变得更有魅力！。
24秒 说明书
学号：1230530127题目篮球比赛24秒计时器设计学院电信院专业电气自动化班级电气1201姓名彭忠指导教师胡新晚2014 年 6 月10 日设计题目：篮球比赛24秒倒计时器的设计课程论文要求：设计制作一个篮球竞赛计时系统，具有进攻方24秒倒计时功能，具体设计要求如下：1、具有显示 24s 倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为1s。
2、分别设置启动键和暂停/继续键，控制两个计时器的直接启动计数，暂停/继续计数功能。
3、设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。
4、计时器递减计数到“00”时，计时器停止工作，并给出声音和发光提示，即直流振荡器发出声响和发光二极管发光。
目录前言 - 2 -1、总体设计思路、基本原理和框图 31.1设计思路 31.2基本原理错误！未定义书签。
1.3、总体设计框图错误！未定义书签。
2、单元电路设计（各单元电路图） 52、1各芯片的用法和功能错误！未定义书签。
2.1.1 74LS48 错误！未定义书签。
2.1.2 555定时器错误！未定义书签。
2.1.3 74LS192 52、2单元模块 - 8 -2.2.1 信号发生部分错误！未定义书签。
2.2.2 倒计时部分92.2.3 停止控制电路102.2.4 警报提示装置103、总设计（总电路图）错误！未定义书签。
4、仿真图 -12-5、安装、调试步骤错误！未定义书签。
6、故障分析与电路改进136.1故障分析137、总结138、心得体会149、元件清单错误！未定义书签。
10、参考文献错误！未定义书签。
前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。
在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。
篮球竞赛24秒倒计时器
目录第一章：设计任务及要求、目标 (2)第二章：设计原理、电路设计及仿真 (2)2.1 设计原理及方案 (2)2.2 单元模块设计及仿真 (3)2.2.1 秒信号源设计与仿真 (3)2.2.2 74LS192设计与仿真 (4)第三章：电路的仿真、安装与调试 (6)第四章：问题及分析、解决及总结 (7)附录一： (9)附录二: (10)篮球竞赛24秒倒计时器第一章：设计任务及要求、目标1.1，设计任务及要求1）具有准确的24 s倒计时显示功能，计时器为24 s递减计数；2）设置外部操作开关，启动和暂停/连续功能，3）计时器为24 s递减计时器，计时时间间隔为1s；4）计时器递减计时至0时，能发出光电警报信号。
1.2，设计任务及目标（1）根据给出的电路原理图分析各单元电路的功能；（2）熟悉电路中所用到的各集成模块的管脚及其功能；（3）进行电路的安装、测试，知道电路能达到设计目标；（4）写出完整、详细的课程设计报告。
第二章：设计原理、电路设计及仿真：2.1，篮球竞赛24 s计时器原理框图如图1所示。
图（1）图（2）根据原理图，进行仿真实验，图（2）是我们仿真时的连线图（1）；计数译码显示部分：计数器构成8421BCD码24进制递减计数器，用74LS48配共阴极LED数码管组成译码器显示部分。
（2）；秒信号源产生电路：用555定时器和分频电路组成十分频产生秒信号。
（3）；时序控制部分：工作时，启动开关闭合控制电路封锁时钟脉冲（CP）,与此同时，产生预置信号，使数码管显示24字样。
启动开关断开，开始递减计数。
当开关2断开时，此时暂停计数；并处于保持状态；当开关2闭合时，计数器继续递减计数。
当计数到零时，LED警报灯亮，停止计数。
2.2 单元模块的设计及仿真在本次课程设计中，我主要负责了秒信号源和24 s计数的仿真和设计及其分析等。
下面是我对这2个单元模块的简要设计和仿真原理和方法及其数据。
2.2.1 秒信号源的设计与仿真为产生秒信号，所以我们选择了555定时器构成多谐振荡电路，通过计算可以确定参数的取值：110R K =Ω，22R K =Ω，2110,1;C F C nF μ==因此，产生的脉冲周期为：()1220.720.0980.1T R R C s s =+=≈，再通过74LS161计数器用异步清零法组成十分频，使得74LS161计数器产生的脉冲周期为1s 。
选篮球竞赛24秒计时器设计的说明书
选篮球竞赛24秒计时器设计的说明书引言：本说明书旨在介绍选篮球竞赛所需的24秒计时器的设计功能和操作步骤。
该计时器旨在帮助裁判员和球员准确掌握比赛时间，提供公正的判断依据，确保比赛的公平进行。
1. 介绍：篮球竞赛24秒计时器是一种用于控制进攻方进攻时间的装置。
在篮球比赛中，每次球队进攻有24秒的时间。
该计时器可以提供直观的数字显示，提醒球员控制出手时间，同时也方便裁判员判断进攻是否超时。
2. 主要功能：- 数字显示：该计时器通过数字屏幕实时显示剩余进攻时间，数字清晰可见，便于球员和裁判员观察。
- 启动/停止按钮：裁判员使用该按钮来控制进攻时间的启动和停止。
- 警示信号：当剩余进攻时间不足5秒时，计时器会发出警示音，提醒球员作出快速决策。
- 可调整时间：该计时器允许裁判员根据比赛需要调整进攻时间上限，最长不能超过24秒。
3. 操作步骤：以下是使用篮球竞赛24秒计时器的操作步骤：- 确保计时器已经连接到电源，并处于工作状态。
- 在开始进攻时，裁判员按下启动按钮，计时器开始倒计时，显示剩余时间。
- 当队伍成功进行进攻或24秒时间用尽时，裁判员按下停止按钮，计时器停止倒计时。
- 若球队未在规定时间内完成进攻，计时器会发出警示音并显示超时标识，裁判员应中断进攻并控球转到对方队伍。
4. 注意事项：- 确保计时器正常工作并准确显示时间。
- 在比赛开始前进行全面的测试，确保计时器的准确性和稳定性。
- 调整计时器时间上限时，确保不超过24秒以保持公平。
- 维护人员应定期检查和维修计时器，确保其可靠性和正确性。
结论：篮球竞赛24秒计时器是一项重要的装置，用于确保篮球比赛的公正性和公平性。
本说明书介绍了该计时器的设计功能和操作步骤，希望能够对相关人员的使用提供指导和帮助。
任何人在使用该计时器时都应熟悉本说明书的内容，并按照操作步骤正确操作。
24秒篮球比赛计时
（二 〇 一 四 年 6 月专题设计实验报告学校代码： 10128 组 别：题 目:篮球比赛24s 计时器逻辑电路设计与实验学生姓名：张文波 专 业：电子12-2 指导教师：房建东一、 设计任务设计一个24s 计时器，要求：具有24秒计时功能，并且能够实时显示计数结果；可直接控制清零、启动、暂停、连续工作；可执行加减计时，计时间隔为1s 。
计时时间到，发出光电报警信号。
二、 设计方案及论证译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED 显示器组成。
报警电路在实验中可用发光二极管和鸣蜂器代替。
24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。
选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。
三、 电路组成及参数计算（1）74LS48 （2）555定时器输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算：:1tw ()VV u CCC 30=、()Vu CCC=∞、()C t R R ba+=1当1tw t =时， 把()312Vu CCCtw =代入三要素方程。
于是可解出:()R R b a tw +=7.01:2tw ()VV u CC C 302=、()V u C0=∞ 、RBC t =1当2tw t =时，()32Vu CCCtw =代入公式,于是可解出：C tw R b 7.02=振荡周期 ()()s C tw tw T R R ba127.021=+=+=T于是为了产生周期为1秒的脉冲，可以使Ω=k Ra 20、Ω=k Rb 62、F C μ10=（3） 74LS192四、设计所需仪器设备及元器件清单序号 器 材 名 称型 号 单 位 数 量 备 注 1 电源 VCC V 1 无 2 开关 DIPSW16 无 3 与非门 74HCOOD3 无4 定时器 LM555CN1 无 5 电阻 20 无 6 电容2 无 7 74LS48N2 无74LS192N2无五、测试用表格及测试结果5.1 仿真测试结果1、仿真电路图（1）暂停功能见图一图一（2）倒计时功能见图二图二（3）停止控制电路、警报提示装置见图三图三（4）电路原理图见图四图四2．仿真内容及步骤（1）将各部分接在一起，构成完整的电路；（2）仿真内容如下：（3）J1：手动复位按钮。
(完整word版)篮球竞赛24s计时器
电子课程设计--篮球竞赛24s计时器学院: 电子信息工程学院专业、班级:姓名：学号：指导老师:2013年12月22日目录一设计任务及要求 (3)二总体框图 (3)三器件选择 (4)四模块功能 (5)五总体设计电路图 (11)六硬件调试 (13)七设计心得 (14)篮球竞赛24s计时器一、设计任务及要求1.设计任务本设计主要能完成：在篮球比赛中, 规定了球员的持球时间不能超过24秒, 否则就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”可用于篮球比赛中, 用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员的持球时间超过了24秒, 它就自动报警从而判定此球员的犯规。
1． 2.基本要求2．要求电路为24秒递减计时, 每隔1秒钟, 计时器减1；要有外部开关, 控制计数器的直接清零、复位、启动和暂停/连续计时功能；当计时器倒计时为零时, 即定时时间倒, 显示为零, 同时发出声光报警信号。
二、电路框图及工作原理2.1电路框图24秒计时器的总体方案框图如图2-1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能.而控制电路完成计数器的直接复位、启动计数、暂停/连续计数;译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到启动报警等功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准, 电路可采用555集成电路组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路四线数码管报警电路在试验中可用蜂鸣器实现。
图2-1 总体方案框图 2.2设计方案本设计中, 24进制计数器是整个电路的核心部分, 我选择74LS192进行24进制同步减法、加法计数。
选择两个四段数码显示管进行显示。
根据设计要求, 本课程设计采用555计时器制成的多谐振荡器, 对24进制计数器进行秒脉冲的输入。
在本设计中, 因为我们需要对其进行暂停、复位、加法、报警等控制, 所以我们使用了三个开关来控制计数器的各功能的实现, 从而实现了各种功能的。
篮球竞赛计时系统 24秒倒计时
课程设计课程名称数字电子技术课题名称篮球竞赛计时系统（B）专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师郭照南2010年12 月2日湖南工程学院课程设计任务书课程名称：数字电子技术题目：篮球竞赛计时系统（B）专业班级：班学生姓名：学号：****：***审批：任务书下达日期2010年11月22日星期一设计完成日期2010年12月3日星期五目录1、总体设计基本原理和框图思路、 (5)1、1 设计思路 (5)1、2 基本原理 (6)1、2、1 主体电路 (6)1、2、2节次电路 (6)1、2、3 警报电路 (7)1、2、4 总体设计框图 (7)2、单元电路设计 (8)2、1 秒脉冲发生器的设计 (8)2、2 秒、分倒计数器的设计 (8)2、3 12分钟倒计时电路设计 (9)2、3、1 12分钟倒计时秒部分 (9)2、3、2 12分钟倒计时分部分 (10)2、4 节次控制电路 (11)2、5 警报电路 (13)3、总电路设计（总电路图） (13)4、安装、调试步骤 (14)5、性能测试和故障分析 (15)5、1性能测试 (15)5、2 故障分析 (16)6、总结与设计调试体会 (16)7、附录（元器件清单） (19)8、参考文献 (20)1、总体设计基本原理和框图思路、1、1 设计思路篮球比赛计时器的主要功能包括：12分钟倒计时、进攻方24秒倒计时计时暂停，重新开启和结束警报提示。
该计时系统由以下五个电路模块组成：1秒脉冲发生器的设计：这部分利用555计时器，最终产生1赫兹的电信号，驱动整个电路的运作。
这一模块主要是利用555计时器功能来实现。
12分钟倒计时：这部分电路完成12分钟倒计时的功能，比赛准备开始时，屏幕上显示12：00字样。
当比赛开始时，倒计时从12：00开始逐秒递减到00：00。
这一模块主要利用双向计数器74LS192的减计数功能来实现。
攻方24秒倒计时：这部分电路与12分钟倒计时功能类似，当比赛准备开始时，屏幕上显示24秒字样，当比赛开始后，倒计时从24逐秒倒数到00。
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时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。
系统设计框图如图下图所示。
暂停/继续
脉冲发射器计时器译码器LED显示
清零置数
2.1译码显示电路
用发光二极管（LED）组成字型来来显示数字。
这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED数码管或LED七段显示器。
因为计算机输出的是BCD码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。
我们把能够将计算机输出的BCD码换成 7 段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”因此在本次的设计中我们采用了常用的74LS48。
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下面是利用74LS47驱动单位共阳极七段数码管的电路图：
在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方 面用于监视数字系统的工作情况。
因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。
数字显示电路通常由译码器、驱动 器和显示器等部分组成，如下图所示。
下面对显示器和译码驱动器分别进行介绍。
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驱动器
显示器
译码器
计数器
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RBI 脉冲消隐输入端（低电平有效）
a-g 段输出
74LS48引脚图
2．2脉冲产生电路（555定时器）
555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。
NE555为8脚时基集成电路，各脚主要功能（集成块图在下面）
1地 GND 2触发
3输出 4复位
5控制电压 6门限(阈值)
7放电 8电源电压Vcc
它是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定于数字钟的质量。
555定时器引脚图如图2-2-1，多谐振荡器电路如图2-2-2,555定时器原理图2-2-3所示。
图2-2-1
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C
B A
TRIG
2
Q
3
R
4
CVo lt
5
THR
6
DIS
7
V
C
C
8
G
N
D
1
U1
555
GND
C1
0.01uF
C2
10u F
R1
47K
R3
47K
+5V
R2
2K
图2-2-2
图2-2-3
2.2.1用555定时器构成多谐振荡器：
用555定时器构成多谐振荡器电路如图(a)所示。
电路没有稳态,只有两个暂稳态,也不需要外加触发信号,利用电源VCC通过R1和R2向电容器C充电,使uC逐渐升高,升到2VCC/3时,uO跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容器C通过电阻R2和D端放电,使uC下降,降到VCC/3时,uO跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。
如此循环,振荡不停, 电容器C在VCC/3和2VCC/3之间充电和放电, 输出连续的矩形脉冲,其波形如图(b)所示。
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2.2.3用555定时器构成单稳态触发器：
用555定时器构成单稳态触发器电路如图(a)所示。
R 、C 是定时元件。
输入脉冲信号ui 加于2管脚。
输入触发信号ui 的有效电平是低电平,当ui 处于高电平时,放电端D 导通,uC 和uO 均为低电平,电路为稳态。
当输入触发信号ui 的下降沿到来时刻,2管脚电位瞬间低于VCC/3,使输出uO 变为高电平,放电端D 截止, 电源VCC 通过电阻R 向电容器C 充电,使uC 按指数规律上升,电路为暂稳态。
当uC 上升到2VCC/3时,使输出uO 变为低电平,D 端导通,电容器C 经D 端迅速放电,暂态结束,自动恢复到稳态,为下一个触发脉冲的到来作好准备。
波形图如(b)所示。
输出脉宽tW 是暂稳态的持续时间为 tW ＝1.1RC 此电路要求输入信号的负脉冲宽度一定要小于tW
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8 4 7 6 555 3 2 1 5
R
+V cc
u c
C u o
0.01µF
u i （a ） t
u i 0
t
u c 0
cc
V 32 t
u o
0 t W
cc V 3
1
（b ）
2.3计数电路（74LS192）
计数器是一个用以实现计数功能的时序逻辑部件，它不仅可以用来对脉冲进行计数，还常用做数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其他特定的逻辑功能。
2.3.1 24秒倒计时电路
计数器的倒计时功能。
用两片74LS192分别做个位（低位）和十位（高位）的倒计时计数器，由于本系统只需要从开始时的“24”倒计到“00”然后停止，所以可以直接运用十进制的74LS192进行减计数。
因为预置的数不是“00”，所以我选用置数端LOAD来进行预置数。
低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲。
24秒倒计时电路如图：
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2.3.2 74LS192
74LS192 为可预置的十进制同步加/减计数器（双时钟），其清除端是异步的。
当清除端（MR）为高电平时，不管时钟端（CPD、CPU）状态如何，即可完成清除功能；预置是异步的，当置入控制端（PL）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（P0～P3）相一致的状态；计数是同步的，靠CPD、CPU 同时加在4个触发器上而实现。
在CPD、CPU上升沿作用下Q0～Q3 同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
当进行加计数或减计数时可分别利用CPD或CPU，此时另一个时钟应为高电平。
当计数上溢出时，进位输出端（TCU）输出一个低电平脉冲，其宽度为CPU低电平部分的低电平脉冲；当计数下溢出时，错位输出端（TCD）输出一个低电平脉冲，其宽度为CPD低电平部分的低电平脉冲。
当把TCD和TCU分别连接后一级的CPD、CPU，即可进行级联
74LS192 引脚图
引出端符号
TCD 错位输出端（低电平有效）
TCU 进位输出端（低电平有效）
CPD 减计数时钟输入端（上升沿有效）
CPU 加计数时钟输入端（上升沿有效）
MR 异步清除端
P0～P3 并行数据输入端
PL 异步并行置入控制端（低电平有效）
Q0～Q3 输出端
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2.4控制电路（清零、置数、暂停、报警）
当计数器74LS192的清零端CLR=1有效时，即可实现对电路进行清零；而当清零端无效，置数端LOAD=0有效时，即可实现对电路的置数；通过接一与非门对555脉冲发生器输出端的脉冲信号进行控制，即可实现对整个电路进行暂停计时，为减小开关按键产生的机械抖动对计时电路的影响，应接一RS锁存器；当计时器74LS192的借位输出端有效时，即可实现报警。
图2-4-1控制电路图
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总电路图
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状态
标准工具
元件工具
菜单主工具仿真工具仿真开电子表格视
仪器工具栏
电路工作
视图工具
设计工具图3-1 Multisim10.0的基本界
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