STM32学习笔记(6_2)- TIM定时器中断和定时器内外时钟源选择代码_stm32设置一个定时器的时钟来自另一个定时器-程序员宅基地

技术标签: stm32  学习  STM32  笔记  嵌入式硬件  单片机  

无人问津也好,技不如人也罢,都应静下心来,去做该做的事。

最近在学STM32,所以也开贴记录一下主要内容,省的过目即忘。视频教程为江科大(改名江协科技),网站jiangxiekeji.com

现在开始上难度,STM32功能最强大、结构最复杂的外设——定时器,分四期介绍。

上一期介绍最基础的定时功能理论,这期主要是定时器中断和定时器内外时钟源选择的代码。

下一期介绍定时器输出比较的功能,常用产生PWM波驱动电机。

再下一期介绍定时器输入捕获功能,常用测量方波频率。

最后介绍定时器的编码器接口,更方便读取正交编码器的输出波形,常用编码电机测速。

定时器常用函数

先介绍一些常用的TIM定时器函数,

//TIM_DeInit():恢复缺省配置
void TIM_DeInit(TIM_TypeDef* TIMx);


//TIM_TimeBaseInit(选择某个定时器,结构体_配置时基单元的参数):配置时基单元
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);


//TIM_TimeBaseStructInit()
void TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);



//TIM_Cmd(选择定时器,使能还是失能):使能计数器——对应图中运行控制
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);


//TIM_ITConfig():使能中断输出信号
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);


//TIM_ITRxExternalClockConfig(选择要配置的定时器,选择要接入哪个其他的定时器):选择ITRx其他定时器的时钟
void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);


//TIM_TIxExternalClockConfig(选择要配置的定时器,选择TIx具体的某个引脚,输入的极性,滤波器):选择TIx捕获通道的时钟
void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,
                                uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter);


//TIM_ETRClockMode1Config(选择要配置的定时器,外部触发预分频器,输入的极性,滤波器):选择ETR通过外部时钟模式1输入的时钟
void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
                             uint16_t ExtTRGFilter);


//TIM_ETRClockMode2Config(选择要配置的定时器,外部触发预分频器,输入的极性,滤波器):选择ETR通过外部时钟模式2输入的时钟
void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, 
                             uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);


//TIM_ETRConfig():就是单独用来配置ETR引脚的预分频器、极性、滤波器这些参数的
void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
                   uint16_t ExtTRGFilter);


//TIM_PrescalerConfig(要写入的预分频值,写入的模式):就是用来单独写预分频值的
void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);


//TIM_CounterModeConfig():用来改变计数器的计数模式
void TIM_CounterModeConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CounterMode);


//TIM_ARRPreloadConfig():自动重装器预装功能配置
void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);


//TIM_SetCounter():给计数器写入一个值,如果你想手动给一个计数值,就可以用这个函数
void TIM_SetCounter(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Counter);


//TIM_SetAutoreload():给自动重装器写入一个值,如果你想手动给一个自动重装值,就可以用这个函数
void TIM_SetAutoreload(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Autoreload);


//TIM_GetCounter():获取当前计数器的值,如果你想看当前计数器计到哪里了,就河以调用一下这个函数,返回值就是当前的计数器的值
uint16_t TIM_GetCounter(TIM_TypeDef* TIMx);


//TIM_GetPrescaler():获取当前的预分频器的值,如果想看预分频值,就调一下这个函数
uint16_t TIM_GetPrescaler(TIM_TypeDef* TIMx);


//TIM_SetCounter():给计数器写入一个值,如果你想手动给一个计数值,就可以用这个函数
void TIM_SetCounter(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Counter);


//TIM_SetAutoreload():给自动重装器写入一个值,如果你想手动给一个自动重装值,就可以用这个函数
void TIM_SetAutoreload(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Autoreload);


//TIM_GetCounter():获取当前计数器的值,如果你想看当前计数器计到哪里了,就河以调用一下这个函数,返回值就是当前的计数器的值
uint16_t TIM_GetCounter(TIM_TypeDef* TIMx);


//TIM_GetPrescaler():获取当前的预分频器的值,如果想看预分频值,就调一下这个函数
uint16_t TIM_GetPrescaler(TIM_TypeDef* TIMx);


FlagStatus TIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
void TIM_ClearFlag(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);
void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);

定时器定时中断基本结构

本期主要两个实验

定时器定时中断

可以看到OLED上显示了一个数字Num,并且每秒自动加1。这个就是用了定时中断的功能,定时器使用内部时钟定了1秒的时间,每隔1秒申请一下中断,然后在中断函数里执行Num++ ,最后在OLED上显示Num++。

接线图

初始化定时器操作步骤

这里要初始化的是TIM2,通用定时器

1、RCC开启时钟,这里注意,要使用APB1的开启时钟函数,因为TIM2是APB1总线的外设

2、选择时基单元的时钟源,定时中断直接选择内部时钟源就好

	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);			//开启TIM2的时钟
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);		//选择TIM2为内部时钟,若不调用此函数,TIM默认也为内部时钟

3、配置时基单元,包括这里的预分频器、自动重装器、计数模式等等,这些参数用一个结构体就可以配置。定时器的时钟基准都是72MHz,ARR和PSC的值不唯一,可以互换,就注意不要超过65535(2的16次方)

	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//时钟分频,选择不分频,此参数用于配置滤波器时钟,不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//计数器模式,选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;				//计数周期,即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;				//预分频器,即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			//重复计数器,高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);				//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit,配置TIM2的时基单元	

4、配置输出中断控制,允许更新中断输出到NVIC

	/*中断输出配置*/
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);						//清除定时器更新标志位
																//TIM_TimeBaseInit函数末尾,手动产生了更新事件
																//若不清除此标志位,则开启中断后,会立刻进入一次中断
																//如果不介意此问题,则不清除此标志位也可
	
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);					//开启TIM2的更新中断

5、配置NVIC,在NVIC中打开定时器中断的通道,并分配一个优先级

	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				//配置NVIC为分组2
																//即抢占优先级范围:0~3,响应优先级范围:0~3
																//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
																//若有多个中断,可以把此代码放在main函数内,while循环之前
																//若调用多次配置分组的代码,则后执行的配置会覆盖先执行的配置
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;				//选择配置NVIC的TIM2线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	//指定NVIC线路的抢占优先级为2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);								//将结构体变量交给NVIC_Init,配置NVIC外设

6、使能定时器。

整个模块配置完成后,我们还需要使能一下计数器,当定时器使能后,计数器就会开始计数了,当计数器更新时,触发中断。

	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2,定时器开始运行

7、最后我们再写一个定时器的中断函数,这样这个中断函数每隔一段时间就能自动执行一次了。

这个中断函数一般放在main函数后面使用

/* 定时器中断函数,可以复制到使用它的地方,可放在main函数后面
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
	}
}
*/

完整代码展示 

因为TIM定时器在STM32内部,不涉及硬件,所以先在System(也可放在其他文件夹里)下新建一个文件(Timer)的.c、.h文件,把TIM定时器的驱动函数封装起来。

main函数
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"

uint16_t Num;			//定义在定时器中断里自增的变量

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();		//OLED初始化
	Timer_Init();		//定时中断初始化
	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "Num:");			//1行1列显示字符串Num:
	
	while (1)
	{
		OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);			//不断刷新显示Num变量
	}
}

/**
  * 函    数:TIM2中断函数
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  * 注意事项:此函数为中断函数,无需调用,中断触发后自动执行
  *           函数名为预留的指定名称,可以从启动文件复制
  *           请确保函数名正确,不能有任何差异,否则中断函数将不能进入
  */
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)		//判断是否是TIM2的更新事件触发的中断
	{
		Num ++;												//Num变量自增,用于测试定时中断
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);			//清除TIM2更新事件的中断标志位
															//中断标志位必须清除
															//否则中断将连续不断地触发,导致主程序卡死
	}
}
Timer.h文件
#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H

void Timer_Init(void);

#endif

Timer.c文件
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数:定时中断初始化
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  */
void Timer_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);			//开启TIM2的时钟
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);		//选择TIM2为内部时钟,若不调用此函数,TIM默认也为内部时钟
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//时钟分频,选择不分频,此参数用于配置滤波器时钟,不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//计数器模式,选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;				//计数周期,即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;				//预分频器,即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			//重复计数器,高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);				//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit,配置TIM2的时基单元	
	
	/*中断输出配置*/
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);						//清除定时器更新标志位
																//TIM_TimeBaseInit函数末尾,手动产生了更新事件
																//若不清除此标志位,则开启中断后,会立刻进入一次中断
																//如果不介意此问题,则不清除此标志位也可
	
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);					//开启TIM2的更新中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				//配置NVIC为分组2
																//即抢占优先级范围:0~3,响应优先级范围:0~3
																//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
																//若有多个中断,可以把此代码放在main函数内,while循环之前
																//若调用多次配置分组的代码,则后执行的配置会覆盖先执行的配置
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;				//选择配置NVIC的TIM2线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	//指定NVIC线路的抢占优先级为2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);								//将结构体变量交给NVIC_Init,配置NVIC外设
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2,定时器开始运行
}

/* 定时器中断函数,可以复制到使用它的地方
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
	}
}
*/

定时器外部时钟

使用外部时钟来驱动定时器,我们可以在定时器指定的外部引脚上,输入一个方波信号,来提供定时器计算的时钟,现在这里暂时用这个对射式红外传感器来手动模拟一个外部时钟,用挡光片,依次遮挡、移开、遮挡、移开,提供一个方波。可以看到这个OLED上下面这个CNT就是定时器中计数器的值,每遮挡、移开一次,计数器加1,然后计数器记到9后,自动清0。同时申请中断,执行Num++。

接线图

 

初始化定时器操作步骤

这里要初始化的是TIM2(通用定时器)和GPIOA

1、RCC开启TIM2和GPIOA时钟,这里注意,要使用APB1的开启时钟函数,因为TIM2是APB1总线的外设

2、GPIO初始化

	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);			//开启TIM2的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);						//将PA0引脚初始化为上拉输入

3、选择时基单元的时钟源,用外部时钟输入模式2

	/*外部时钟配置*/
	TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);
																//选择外部时钟模式2,时钟从TIM_ETR引脚输入
																//注意TIM2的ETR引脚固定为PA0,无法随意更改
																//最后一个滤波器参数加到最大0x0F,可滤除时钟信号抖动

后面的步骤和定时中断没多大区别,就直接上完整代码吧

完整代码展示

main函数
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"

uint16_t Num;			//定义在定时器中断里自增的变量

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();		//OLED初始化
	Timer_Init();		//定时中断初始化
	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "Num:");			//1行1列显示字符串Num:
	OLED_ShowString(2, 1, "CNT:");			//2行1列显示字符串CNT:
	
	while (1)
	{
		OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);			//不断刷新显示Num变量
		OLED_ShowNum(2, 5, Timer_GetCounter(), 5);		//不断刷新显示CNT的值
	}
}

/**
  * 函    数:TIM2中断函数
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  * 注意事项:此函数为中断函数,无需调用,中断触发后自动执行
  *           函数名为预留的指定名称,可以从启动文件复制
  *           请确保函数名正确,不能有任何差异,否则中断函数将不能进入
  */
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)		//判断是否是TIM2的更新事件触发的中断
	{
		Num ++;												//Num变量自增,用于测试定时中断
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);			//清除TIM2更新事件的中断标志位
															//中断标志位必须清除
															//否则中断将连续不断地触发,导致主程序卡死
	}
}
Timer.h文件
#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H

void Timer_Init(void);
uint16_t Timer_GetCounter(void);

#endif
Timer.c文件
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数:定时中断初始化
  * 参    数:无
  * 返 回 值:无
  * 注意事项:此函数配置为外部时钟,定时器相当于计数器
  */
void Timer_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);			//开启TIM2的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);						//将PA0引脚初始化为上拉输入
	
	/*外部时钟配置*/
	TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);
																//选择外部时钟模式2,时钟从TIM_ETR引脚输入
																//注意TIM2的ETR引脚固定为PA0,无法随意更改
																//最后一个滤波器参数加到最大0x0F,可滤除时钟信号抖动
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//时钟分频,选择不分频,此参数用于配置滤波器时钟,不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//计数器模式,选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1;					//计数周期,即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;				//预分频器,即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			//重复计数器,高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);				//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit,配置TIM2的时基单元	
	
	/*中断输出配置*/
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);						//清除定时器更新标志位
																//TIM_TimeBaseInit函数末尾,手动产生了更新事件
																//若不清除此标志位,则开启中断后,会立刻进入一次中断
																//如果不介意此问题,则不清除此标志位也可
																
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);					//开启TIM2的更新中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				//配置NVIC为分组2
																//即抢占优先级范围:0~3,响应优先级范围:0~3
																//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
																//若有多个中断,可以把此代码放在main函数内,while循环之前
																//若调用多次配置分组的代码,则后执行的配置会覆盖先执行的配置
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;				//选择配置NVIC的TIM2线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	//指定NVIC线路的抢占优先级为2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);								//将结构体变量交给NVIC_Init,配置NVIC外设
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2,定时器开始运行
}

/**
  * 函    数:返回定时器CNT的值
  * 参    数:无
  * 返 回 值:定时器CNT的值,范围:0~65535
  */
uint16_t Timer_GetCounter(void)
{
	return TIM_GetCounter(TIM2);	//返回定时器TIM2的CNT
}

/* 定时器中断函数,可以复制到使用它的地方
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
	}
}
*/

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/weixin_45292628/article/details/136998726

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