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1、一般(ybn)用40腳封裝,當(dāng)然功能多一些單片機(jī)也有引腳比較多的,如68引腳,功能少的只有10多個(gè)或20多個(gè)引腳,有的甚至只8只引腳。單片機(jī)使用的是5V電源(dinyun),其中正極接40引腳,負(fù)極(地)接20引腳。 振蒎電路:?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路,必須提供脈沖信號(hào)才能正常工作,在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器,使用晶體振蕩器,接18、19腳。只要(zhyo)買來(lái)晶振,電容,連上就可以了,按圖1接上即可。 復(fù)位引腳:按圖1中畫法連好,至于復(fù)位是何含義及為何需要復(fù)要復(fù)位,在單片機(jī)功能中介紹。EA引腳:EA引腳接到正電源端。 至此,一個(gè)單片機(jī)就接好,通上電,單片機(jī)就開始工作了。我們的第一個(gè)任務(wù)是要用單片

2、機(jī)點(diǎn)亮一只發(fā)光二極管LED,我們將這個(gè)LED和1腳相連。當(dāng)1腳是高電平時(shí),LED不亮,只有1腳是低電平時(shí),LED才發(fā)亮。讓一個(gè)引腳輸出高電平的指令是SETB,讓一個(gè)引腳輸出低電平的指令是CLR。因此,我們要P1.0輸出高電平,只要寫SETB P1.0,要P1.0輸出低電平,只要寫 CLR P1.0就可以了。要解決這個(gè)(zh ge)問(wèn)題,還得有幾步要走。第一,計(jì)算機(jī)看不懂SETB CLR之類的指令,我們得把指令翻譯成計(jì)算機(jī)能懂的方式,再讓計(jì)算機(jī)去讀。計(jì)算機(jī)能懂什么呢?它只懂一樣?xùn)|西數(shù)字。因此我們得把SETB P1.0變?yōu)椋―2H,90H ),把CLR P1.0變?yōu)?(C2H,90H ),至于為什

3、么是這兩個(gè)數(shù)字,這也是由51芯片的設(shè)計(jì)者-INTEL規(guī)定的,我們不去研究。第二步,在得到這兩個(gè)數(shù)字后,怎樣讓這兩個(gè)數(shù)字進(jìn)入單片機(jī)的內(nèi)部呢?這要借助于一個(gè)硬件工具編程器。我們將編程器與電腦(dinno)連好,運(yùn)行編程器的軟件,然后在編緝區(qū)內(nèi)寫入(D2H,90H)見圖2,寫入好,拿下片子,把片子插入做好的電路板,接通電源什么?燈不亮?這就對(duì)了,因?yàn)槲覀儗戇M(jìn)去的指令就是讓圖2P10輸出高電平,燈當(dāng)然不亮,要是亮就錯(cuò)了?,F(xiàn)在我們?cè)贀芟逻@塊芯片,重新放回到編程器上,將編緝(bin j)區(qū)的內(nèi)容改為(C2H,90H),也就是CLR P1.0,寫片,拿下片子,把片子插進(jìn)電路板,接電,好,燈亮了。因?yàn)槲覀儗懭?/p>

4、的()就是讓P10輸出低電平的指令。這樣我們看到,硬件電路的連線沒有做任何改變,只要改變寫入單片機(jī)中的內(nèi)容,就可以改變電路的輸出效果。用來(lái)傳遞數(shù)據(jù)的八根線并不是專用的,而是很多器件大家共用(n yn)的,所以我們稱之為數(shù)據(jù)總線,總線英文名為BUS,總即公交車道,誰(shuí)者可以(ky)走。而十六根地址線也是連在一起的,稱之為地址總線。ROM 分為(fn wi):PROM,稱之為可編程存儲(chǔ)器(這就象我們的練習(xí)本,買來(lái)的時(shí)候是空白的,可以寫東西上去,可一旦寫上去,就擦不掉了,所以它只能用寫一次,要是寫錯(cuò)了,就報(bào)銷了。);EPROM,稱之為紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器(它里面的內(nèi)容寫上去之后,如果覺得不滿意

5、,可以用一種特殊的方法去掉后重寫,這就是用紫外線照射,紫外線就象“消字靈”,可以把字去掉,然后再重寫。當(dāng)然消的次數(shù)多了,也就不靈光了,所以這種芯片可以擦除的次數(shù)也是有限的幾百次吧)FLASH,稱之為閃速存儲(chǔ)器(它和EPROM類似,寫上去的東西也可以擦掉重寫,但它要方便一些,不需要光照了,只要用電學(xué)方法就可以擦除,所以就方便許多,而且壽面也很長(zhǎng)(幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)次不等)。 一個(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期。下面讓我們算一下一個(gè)機(jī)器周期是多長(zhǎng)時(shí)間吧。設(shè)一個(gè)單片機(jī)工作于12M晶振,它的時(shí)鐘周期是1/12(微秒)。它的一個(gè)機(jī)器周期是12*(1/12)也就是1微秒。(請(qǐng)計(jì)算一個(gè)工作于6M晶振的單片機(jī),它的機(jī)器

6、周期是多少)。MCS-51單片機(jī)的所有指令中,有一些完成得比較快,只要一個(gè)機(jī)器周期就行了,有一些完成得比較慢,得要2個(gè)機(jī)器周期,還有兩條指令要4個(gè)機(jī)器周期才行。這也不難再解,不是嗎?我讓你掃地的執(zhí)行要完成總得比要你完成擦黑板的指令時(shí)間要長(zhǎng)。為了恒量指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短,又引入一個(gè)新的概念:指令周期。所謂指令周期就是指執(zhí)行一條指令的時(shí)間。INTEL對(duì)每一條指令都給出了它的指令周期數(shù),這些數(shù)據(jù),大部份不需要我們?nèi)ビ洃?,但是有一些指令是需要記住的,如DJNZ指令是雙周期指令。下面讓我們來(lái)計(jì)算剛才的延時(shí)。首先(shuxin)必須要知道晶振的頻率,我們?cè)O(shè)所用晶振為12M,則一個(gè)機(jī)器(j q)周期就是1微秒

7、。而DJNZ指令是雙周期指令,所以(suy)執(zhí)行一次要2個(gè)微秒。一共執(zhí)行62500次,正好125000微秒,也就是125毫秒。 設(shè)一個(gè)單片機(jī)工作于12M晶振,它的時(shí)鐘周期是1/12(微秒)。它的一個(gè)機(jī)器周期是12*(1/12)也就是1微秒。(計(jì)算剛才的延時(shí)。首先必須要知道晶振的頻率,我們?cè)O(shè)所用晶振為12M,則一個(gè)機(jī)器周期就是1微秒。而DJNZ指令是雙周期指令,所以執(zhí)行一次要2個(gè)微秒。一共執(zhí)行62500次,正好125000微秒,也就是125毫秒。) 三、復(fù)位電路任何單片機(jī)在工作之前都要有個(gè)復(fù)位的過(guò)程,復(fù)位是什么意思呢?它就象是我們上課之前打的預(yù)備鈴。 復(fù)位只需要5ms的時(shí)間就可以了。 如何進(jìn)行復(fù)

8、位呢?只要在單片機(jī)的RST引腳上加上高電平,就可以了,按上面所說(shuō),時(shí)間不少于5ms。 復(fù)位電路的工作原理是:通電時(shí),電容兩端相當(dāng)于是短路,于是RST引腳上為高電平,然后電源通過(guò)電阻對(duì)電容充電,RST端電壓慢慢下降,降到一定程序,即為低電平,單片機(jī)開始正常工作。常用(chn yn)復(fù)位電路圖4.輸入輸出引腳(1) P0 端口P0.0-P0.7 P0 是一個(gè)(y )8 位漏極開路(kil)型雙向I/O 端口,端口置1(對(duì)端口寫1)時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL。對(duì)內(nèi)部Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí),接收指令字節(jié);校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié),要求外接上拉電阻。在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

9、器時(shí),P0 口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8 位)/數(shù)據(jù)總線,訪問(wèn)期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。(2) P1 端口P1.0P1.7 P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部(nib)上拉電阻的8 位雙向I/0 端口。輸出(shch)時(shí)可驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL。端口置1 時(shí),內(nèi)部上拉電阻(dinz)將端口拉到高電平,作輸入用。對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí),接收低8 位地址信息。(3) P2 端口P2.0P2.7 P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL。端口置1 時(shí),內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平,作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí),接收高8 位地址和控制信息。在訪問(wèn)外部程序和1

10、6 位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P2 口送出高8 位地址。而在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。凡以P開頭(ki tu)的這32個(gè)引腳都是可以(ky)點(diǎn)亮燈的,也就是說(shuō):這32個(gè)引腳都可以作為(zuwi)輸出使用,如果不用來(lái)點(diǎn)亮LED,可以用來(lái)控制繼電器,可以用來(lái)控制其它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 我們可以看到,以P字開頭的管腳,不僅可以用作輸出,還可以用作輸入,其它的管腳是否可以呢?是的,都可以。這32個(gè)引腳就稱之為并行口 在51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)CPU用來(lái)運(yùn)算、控制,有四個(gè)并行I/O口,分別是P0、P1、P2、P3,有ROM,用來(lái)存放程序,有RAM,用來(lái)存放中間結(jié)果,此外還有定時(shí)/計(jì)數(shù)

11、器,串行I/O口,中斷系統(tǒng),以及一個(gè)內(nèi)部的時(shí)鐘電路。在一個(gè)51單片機(jī)的內(nèi)部包含了這么多的東西。 符號(hào) 地址 功能介紹 B F0H B寄存器 ACC E0H 累加器 PSW D0H 程序狀態(tài)字 IP B8H 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器 P3 B0H P3口鎖存器 IE A8H 中斷允許控制寄存器 P2 A0H P2口鎖存器 SBUF 99H 串行口鎖存器 SCON 98H 串行口控制寄存器 P1 90H P1口鎖存器 TH1 8DH 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1(高8位) TH0 8CH 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1(低8位) TL1 8BH 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0(高8位) TL0 8AH 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0(低8位) TMOD

12、89A 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器 TCON 88H 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器 DPH 83H 數(shù)據(jù)地址指針(高8位) DPL 82H 數(shù)據(jù)地址指針(低8位) SP 81H 堆棧指針 P0 80H P0口鎖存器 PCON 87H 電源控制寄存器 下面,我們介紹一下幾個(gè)(j )常用的SFR,看圖2。ACC:累加器,通常(tngchng)用A表示。這是個(gè)什么東西,可不能從名字上理解,它是一個(gè)寄存器,而不是一個(gè)做加法的東西,為什么給它這么一個(gè)名字呢?或許是因?yàn)樵谶\(yùn)算器做運(yùn)算時(shí)其中(qzhng)一個(gè)數(shù)一定是在ACC中的緣故吧。它的名字特殊,身份也特殊,稍后我們將學(xué)到指令,可以發(fā)現(xiàn),所有的運(yùn)算類指令都

13、離不開它。 2、B:一個(gè)寄存器。在做乘、除法時(shí)放乘數(shù)或除數(shù),不做乘除法時(shí),隨你怎么用。3、PSW:程序狀態(tài)字。這是一個(gè)很重要的東西,里面放了CPU工作時(shí)的很多狀態(tài),借此,我們可以了解CPU的當(dāng)前狀態(tài),并作出相應(yīng)的處理。它的各位功能請(qǐng)看表2D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVP表2 下面我們逐一介紹(jisho)各位的用途(1)CY:進(jìn)位(jnwi)標(biāo)志。8051中的運(yùn)算器是一種(y zhn)8位的運(yùn)算器,我們知道,8位運(yùn)算器只能表示到0-255,如果做加法的話,兩數(shù)相加可能會(huì)超過(guò)255,這樣最高位就會(huì)丟失,造成運(yùn)算的錯(cuò)誤,怎么辦?最高位就進(jìn)到這里來(lái)。這樣就沒事了。例:7

14、8H+97H(01111000+10010111)(2)AC:半進(jìn)位標(biāo)志。 例:57H+3AH(01010111+00111010)(3)F0:用戶標(biāo)志位,由我們(編程人員)決定什么時(shí)候用,什么時(shí)候不用。(4)RS1、RS0:工作寄存器組選擇位。這個(gè)我們已知了。 (5)0V:溢出標(biāo)志位。什么是溢出我們稍后再談吧。(6)P:奇偶校驗(yàn)位:它用來(lái)表示ALU運(yùn)算結(jié)果中二進(jìn)制數(shù)位“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性。若為奇數(shù),則P=1,否則為0。例:某運(yùn)算結(jié)果是78H(01111000),顯然1的個(gè)數(shù)為偶數(shù),所以P=0。4、DPTR(DPH、DPL):數(shù)據(jù)指針,可以用它來(lái)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的任一單元,如果不用,也可以

15、作為通用寄存器來(lái)用,由我們自已決定如何使用。5、P0、P1、P2、P3:這個(gè)我們已經(jīng)知道,是四個(gè)并行輸入/輸出口的寄存器。它里面的內(nèi)容對(duì)應(yīng)著管腳的輸出。 6、SP:堆棧(duzhn)指針。堆棧介紹:日常生活中,我們都注意到過(guò)這樣(zhyng)的現(xiàn)象,家里洗的碗,一只一只摞起來(lái),最晚放上去的放在最上面,而最早放上去的則放在最下面,在取的時(shí)候正好相反,先從最上面取,這種現(xiàn)象我們用一句話來(lái)概括:“先進(jìn)后出,后進(jìn)先出”。請(qǐng)大家想想,還有什么地方有這種現(xiàn)象(xinxing)?其實(shí)比比皆是,建筑工地上堆放的磚頭、材料,倉(cāng)庫(kù)里放的貨物,都是“先進(jìn)后出,后進(jìn)先出”,這實(shí)際是一種存取物品的規(guī)則,我們稱之為“堆棧

16、”。在單片機(jī)中,我們也可以在RAM中構(gòu)造這樣一個(gè)區(qū)域,用來(lái)存放數(shù)據(jù),這個(gè)區(qū)域存放數(shù)據(jù)的規(guī)則就是“先進(jìn)后出,后進(jìn)先出”,我們稱之為“堆?!?。為什么需要這樣來(lái)存放數(shù)據(jù)呢?存儲(chǔ)器本身不是可以按地址來(lái)存放數(shù)據(jù)嗎?對(duì),知道了地址的確就可以知道里面的內(nèi)容,但如果我們需要存放的是一批數(shù)據(jù),每一個(gè)數(shù)據(jù)都需要知道地址那不是麻煩嗎?如果我們讓數(shù)據(jù)一個(gè)接一個(gè)地放置,那么我們只要知道第一個(gè)數(shù)據(jù)所在地址單元就可以了(看圖2)如果第一個(gè)數(shù)據(jù)在27H,那么第二、三個(gè)就在28H、29H了。所以利用堆棧這種方法來(lái)放數(shù)據(jù)可以簡(jiǎn)化操作那么51中堆棧什么地方呢?單片機(jī)中能存放數(shù)據(jù)的區(qū)域有限,我們不能夠?qū)iT分配一塊地方做堆棧,所以就在

17、內(nèi)存(RAM)中開辟一塊地方,用于堆棧,但是用內(nèi)存的哪一塊呢?還是不好定,因?yàn)?1是一種通用的單片機(jī),各人的實(shí)際需求各不相同,有人需要多一些堆棧,而有人則不需要那么多,所以怎么分配都不合適,怎樣來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題?分不好干脆就不分了,把分的權(quán)利給用戶(編程者),根據(jù)自已的需要去定吧,所以51單片機(jī)中堆棧的位置是可以變化的。而這種變化就體現(xiàn)在SP中值的變化,看圖2,SP中的值等于27H不就相當(dāng)于是一個(gè)指針指向27H單元嗎?當(dāng)然在真正的51機(jī)中,開始指針?biāo)傅奈恢貌⒎蔷褪菙?shù)據(jù)存放的位置,而是數(shù)據(jù)存放的前一個(gè)位置,比如一開始指針是指向27H單元的,那么第一個(gè)數(shù)據(jù)的位置是28H單元,而不是27H單元,為什

18、么會(huì)這樣,我們?cè)趯W(xué)堆棧命令時(shí)再說(shuō)明。其它(qt)的SFR,我們(w men)在用到時(shí)再介紹。單片機(jī)中能存放數(shù)據(jù)的區(qū)域有限,我們不能夠?qū)iT分配一塊地方做堆棧,所以(suy)就在內(nèi)存(RAM)中開辟一塊地方,用于堆棧注意,在間址尋址中,只能用R0或R1存放等尋找的數(shù)據(jù)。單片機(jī)教程第九課:數(shù)據(jù)傳遞指令數(shù)據(jù)傳遞類指令 1) 以累加器為目的操作數(shù)的指令 MOV A,RnMOV A,directMOV A,RiMOV A,#data第一條指令中,Rn代表的是R0-R7。第二條指令中,direct就是指的直接地址,而第三條指令中,就是我們剛才講過(guò)的。第四條指令是將立即數(shù)data送到A中。下面我們通過(guò)(tng

19、gu)一些例子加以說(shuō)明:MOV A,R1 ;將工作(gngzu)寄存器R1中的值送入A,R1中的值保持(boch)不變。MOV A,30H ;將內(nèi)存30H單元中的值送入A,30H單元中的值保持不變。MOV A,R1 ;先看R1中是什么值,把這個(gè)值作為地址,并將這個(gè)地址單元中的值送入A中。如執(zhí)行命令前R1中的值為20H,則是將20H單元中的值送入A中。MOV A,#34H ;將立即數(shù)34H送入A中,執(zhí)行完本條指令后,A中的值是34H。2)以寄存器Rn為目的操作的指令 MOV Rn,AMOV Rn,directMOV Rn,#data這組指令功能是把源地址單元中的內(nèi)容送入工作寄存器,源操作數(shù)不變。

20、單片機(jī)指令(二)數(shù)據(jù)傳遞類指令(3)以直接地址為目的操作數(shù)的指令MOV direct,A 例: MOV 20H,AMOV direct,Rn MOV 20H,R1MOV direct1,direct2 MOV 20H,30HMOV direct,Ri MOV 20H,R1MOV direct,#data MOV 20H,#34H(4)以間接地址為目的操作數(shù)的指令MOV Ri,A 例:MOV R0,AMOV Ri,direct MOV R1,20HMOV Ri,#data MOV R0,#34H(5)十六位數(shù)的傳遞指令MOV DPTR,#data168051是一種8位機(jī),這是唯一的一條16位立即

21、數(shù)傳遞指令,其功能是將一個(gè)16位的立即數(shù)送入DPTR中去。其中高8位送入DPH,低8位送入DPL。例:MOV DPTR,#1234H,則執(zhí)行完了之后DPH中的值為12H,DPL中的值為34H。反之,如果我們分別向DPH,DPL送數(shù),則結(jié)果也一樣。如有下面兩條指令:MOV DPH,#35H,MOV DPL,#12H。則就相當(dāng)于執(zhí)行了MOV DPTR,#3512H。綜合練習(xí):給出每條指令執(zhí)行后的結(jié)果MOV 23H,#30HMOV 12H,#34HMOV R0,#23HMOV R7,#22HMOV R1,12HMOV A,R0MOV 34H,R1(23h)=30h(12h)=34h(R0)=23H(

22、R7)=22H(R1)=12H(A)=30H(34H)=34HMOV 45H,34HMOV DPTR,#6712HMOV 12H,DPHMOV R0,DPLMOV A,R0(45H)=34H(DPTR)=6712H(12H)=67H(R0)=12H(A)=67H說(shuō)明:用括號(hào)(kuho)括起來(lái)代表內(nèi)容,如(23H)則代表(dibio)內(nèi)部RAM23H單元(dnyun)中的值,(A)則代表累加器A單元中的值。上機(jī)練習(xí):進(jìn)入DOS狀態(tài),進(jìn)入WAVE所在的目錄,例D:WAVE鍵入MCS51,出現(xiàn)如下畫面圖1按File-Open,出現(xiàn)對(duì)話框后,在Name處輸入一個(gè)文件名(見圖2),如果是下面列表中已存在

23、的,則打開這個(gè)文件,如果不存在這個(gè)文件,則新建一個(gè)文件(見圖3)圖2在空白處將上面的程序輸入。見圖4。用ALT+A匯編通過(guò)。用F8即可單步執(zhí)行,在執(zhí)行過(guò)程中注意觀察屏幕左邊的工作寄存器及A累加器中的值的變化。圖4內(nèi)存中值的變化在此是看不到的,可以用如下方法觀察(看圖5):將鼠標(biāo)移到DATA,雙擊,則光標(biāo)進(jìn)入此行,此時(shí)可以鍵盤上的上下光標(biāo)鍵上下翻動(dòng)來(lái)觀察內(nèi)存值的變化。本行的最前面DATA后面的數(shù)據(jù)代表的是“一段”的開始地址,如現(xiàn)在為20H,再看屏幕的最上方,數(shù)字從0到F,顯示兩者相加就等于真正的地址值,如現(xiàn)在圖上所示的內(nèi)存20H、21H、22H、23H中的值分別是FBH 、0EH、E8H、30H

24、。圖56、當(dāng)運(yùn)行完程序后,即進(jìn)入它的反匯編區(qū),不是我們想要的東西。為了再?gòu)念^開始,可以用CTRL+F2功能鍵復(fù)位PC值。注意此時(shí)不會(huì)看到原來(lái)的窗口,為看到原來(lái)的窗口,請(qǐng)用ALT+4或ALT+5等來(lái)切換。當(dāng)然以上操作也可以菜單進(jìn)行。CTRL+F2是程序復(fù)位,用RUN菜單。窗口用WINDOWS菜單。 在51中,與外部存儲(chǔ)器RAM打交道的只可以是A累加器。所有需要送入外部RAM的數(shù)據(jù)必需要通過(guò)A送去,而所有要讀入的外部RAM中的數(shù)據(jù)也必需通過(guò)A讀入。在此我們可以看出內(nèi)外部RAM的區(qū)別了,內(nèi)部RAM間可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞,而外部則不行,比如,要將外部RAM中某一單元(設(shè)為0100H單元的數(shù)據(jù))送入另一個(gè)單元(設(shè)為0200H單元),也必須先將0100H單元中的內(nèi)容讀入A,然后再送到0200H單元中去。要讀或?qū)懲獠?wib)的RAM,當(dāng)然也必須(bx)要知道RAM的地址(dzh),在后兩條指令中,地址是被直接放在DPTR中的。而前兩條指令,由于Ri(即R0或R1)只是一個(gè)8位的寄存器,所以只提供低8位地址。因?yàn)橛袝r(shí)擴(kuò)展的外部RAM的數(shù)量比較少,少于或等于256個(gè),就只需要提供8位地址就夠了。 使用時(shí)應(yīng)當(dāng)首先將要讀或?qū)懙牡刂匪?/p>

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