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基于USB接口的数字无线RF发送与接收

电子设计 2018-09-20 09:42 次阅读

  基于USB接口的嵌入式无线传输系统设计在涉及通信接口时,为了解决PC机串口和并口严重不足的问  题以及方便仪器设备之间的连接,提出了无线传输技术和USB接口相结合的方案。无线传输和USB接口在各  自的应用领域都不再是新概念,但将两者相结合确是一个较为独特的设计创新。

  1 系统结构总体设计

  整个设计主要实现基于USB接口的数字无线RF发送与接收,系统结构设计如图1所示,可分为3大部分: 无线RF电路、微控制器电路、USB接口电路。

  无线RF电路的主要功能是将从微控制器送来的数据按照预设的调制格式送到天线激励电磁波发射,并  将从天线接收到的调制信号解调得到基带信号,再送给微控制器。微控制器(AT89C51)电路是整个设计系  统的控制核心,是RF电路与USB接口之间的通信桥梁,同时也是RF电路的控制芯片,这部分需完成两大功  能:其一是对RF芯片进行寄存器配置(通信参数配置)和数字通信,其二是与USB芯片进行数据传递以及对 USB接口通信波特率设置。

  2 硬件电路设计与实现

  硬件电路按结构与功能分由3部分组成:无线RF电路、微控制器接口电路、USB接口电路。

  2.1 无线RF电路

  基于CC1101的无线RF电路设计如图2所示。

  CC1101是TI公司生产的一款高集成度、高灵敏度、多通道UHF收发机,专为低功耗无线数据传输所设 计,特别是用在315/433/868/915  MHz频点的ISM(工业、科学、医疗)和SRD(短距离设备)领域。它的RF收发  器集成了一个配置非常灵活的调制解调器,支持多种不同的调制方式,其数据传输率可达500 kbps,且具  有远程无线唤醒(WOR)功能。RF芯片CC1101采用的是基于0.18sCMOS晶体的Chipcon的SmartRF04技术,它资源开放性非常好,外围电路设计简单,特别是这款RF芯片的输出功率、载波频率、通信波特率可由控制  芯片对相关寄存器编程更改,设计与应用非常灵活。

  2.1.1 输出功率调节

  来自设备的RF输出功率等级有两个可程控等级。

  首先,专用的PATABLE寄存器能保持8个用户(PATABLE(0)~PATABLE(7))选择输出功率设定。然后,3位  FREND0.PA_POWER[2:0]值选择PATABLE使用入口。这个两级功能在传输的开始和结束时提供灵活的PA功率  线性上升或下降,及ASK调制整形。在每种情况下,PATABLE中序号0~FREND0.PA_POWER的所有PA功率设定 值都会用到。

  2.1.2 载波频率控制

  CC1100的频率控制用来最小化一个信道导向系统需要的设计。为了建立一个带信道数目的系统,理想  信道间隔由MDMCFG0.CHANSPC_M和MDMCFG1.CHANSPC_E寄存器设定。信道间隔寄存器分别为尾数和指数。基  频率和起始频率由位于FREQ2、FREQ1和FREQ0寄存器的24位频率词汇设定。这个词汇典型地设定为将要使用  的最低信道频率的中心。理想信道数目由8位信道数目寄存器CHANNR.CHAN设定。寄存器CHANNR.CHAN为信道  偏移的倍数。合成载波频率为(式中的fxosc晶振选用的频率为26MHz):

   选定的fIF(中间频率)由FSCTRL1.FREQ_IF寄存器控制:

    2.1.3 通信波特率设置

系统传输时的数据率由MDMCFG3.DRATE_M和MDMCFG4.DRATE_E配置寄存器控制。数据率由下式算得,控 制的数据率由晶体频率决定。

   下面的方法能用来找到对应于给定数据率的合适的值:

 

   若DRATE_M靠近其最近的寄存器而且接近256,则增加DRATE_E,使DRATE_M为0。

2.2 微控制器接口电路

  微控制器接口电路设计如图3所示。整个控制电路的核心即MCU选用的是Atmel公司生产的低电压,高性 能CMOS 8位单片机AT89C51,它片内含4  KB的Flash和128字节的数据RAM,提供5个中断源并支持两级中断嵌  套,拥有一个全双工串行通信口,器件采用高精度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统。

  整个系统采用的是上电复位,与基于USB接口即插即用的特性非常吻合。图中D1和D2两个LED为整个模  块的通信指示灯,分别接单片机的P1.6和P1.7,工作状态由编程控制;J1为微控制器与无线RF电路的接口,  其中SCLK为RF芯片CC1101的时钟输入信号,接单片机P1.0与单片机时钟同步,端口SO(GDO1)、GDO0、还有GDO2为无线RF电路的数字输出口,端口SI和CSn为无线RF电路的数字输入口。微控制器除了为RF电路提供控  制以外,还预留了键盘输入与液晶显示端口,为以后的需求作铺垫。

  2.3 USB接口电路

  USB接口电路(如图4所示)完成了系统和计算机或设备端的物理连接,提供总线的硬件收发接口,实现  电气和底层的逻辑功能,完成上层协议处理、数据收发控制以及电压调节。


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Broadcom的BCM7452是高清卫星电缆和IP机顶盒(STB)DVR解决方案。   BCM7452是一款高清卫星,有线和IP机顶盒(STB)DVR解决方案。 IP STB解决方案具有集成的高级视频编码(AVC)(H.264和MPEG-4 Part 10),MPEG-2和VC-1视频解码技术。 BCM7452标准清晰度输出设备还支持MPEG-4 Part 2和DivX视频格式,完全支持具有SD缩小功能的HD解码,并提供一整套功能,包括以太网MAC / PHY,双USB2.0和HDMI支持。 功能 高级HD AVC / MPEG-2 / VC-1解码器,具有H.264 / AVC主要和高配置到4.1级,MPEG4第2部分,DivX,VC-1配置文件,HD MPEG-2和SD MPEG-2  高级音频处理器,支持AAC LC,AAC LC + SBR 2级,AAC + 2级,杜比® Digital,Dolby Digital Plus,Windows Media®音频和MPEG I第1,2和3层(MP3)  以太网MAC,HDMI 1.1 / DVI 1.0 MAC和PHY与HDCP1.1  双智能 - 卡支持和带双端口收发器的USB 2.0主机控制器 应用 IPTV 机顶盒  ...
发表于 07-04 10:03 22次 阅读
BCM7452 高清卫星,有线和IP机顶盒DVR解决方案

BCM7205 用于单个HD解码IP或混合IP STB的多格式IPTV SoC

BCM7205是用于卫星,有线和IP机顶盒的高清系统芯片(SoC)。   BCM7205是一款用于卫星,有线和IP机顶盒的高清SoC,可提供高度优化的单芯片系统性能。它结合了快速1100-DMIPS MIPS32 / MIPS16e级CPU,高速2D图形处理(包括视频缩放和运动自适应去隔行),非常灵活的数据传输处理器,MPEG-4 / VC-1 / MPEG-2 / AVS兼容的视频解码器,可编程音频解码器,六个视频DAC,立体声高保真音频DAC,带集成PHY的快速以太网端口,双USB 2.0,PCI 2.3 /扩展总线,高速DDR2 800 MHz内存控制器和外围控制单元,提供各种机顶盒控制功能。 功能 高级多格式解码器支持: - HD / SD H.264 / AVC主要和高配置到4.1级(HD),3.1级(SD) - HD / SD AVS Jizhun配置文件级别2.0,4.0和6.0(720p和1080i用于HDTV) - VC-1高级配置文件@ Level 3,简单和主要配置文件 - 主要和高级别的HD / SD MPEG-2主配置文件 - SD MPEG-4 P2 SP / ASP - HD DivX 3.11 / 4/5/6  高级音频处理器支持: - AAC LC,AAC LC + SBR Level 2,AAC + Level...
发表于 07-04 10:03 21次 阅读
BCM7205 用于单个HD解码IP或混合IP STB的多格式IPTV SoC

BCM7325 低成本卫星机顶盒SoC

Broadcom的BCM7325是一款单通道,多格式高清卫星接收器芯片,使制造商能够开发低成本的卫星机顶盒(STB)。   Broadcom的BCM7325片上系统(SoC)支持直播卫星(DBS)机顶盒功能,支持多种格式,包括DVB-S,DVB-S2和8PSK标准。 BCM7325具有超越当前集成和性能的DVB-S2芯片实现的功能,为STB制造商提供了一种成本低得多的解决方案,用于开发支持DVB-S2的机顶盒。 BCM7325围绕前几代Broadcom数字有线和卫星STB芯片和技术而构建,因此部署围绕BCM7325设计的机顶盒的服务提供商可以经济高效地为其用户提供先进的高清电视观看功能和改善的图像质量。 / div> 特性 带有DiSEqC 2.x和可编程FSK收发器的集成宽带硅调谐器(250-2150 MHz) DVB-S2 8PSK和QPSK(依赖于市场)集成解决方案 为高清直播卫星(DBS)应用提供经济高效的单芯片解决方案 通过USB支持特技模式的全DVR 应用程序 机顶盒...
发表于 07-04 10:02 27次 阅读
BCM7325 低成本卫星机顶盒SoC

BCM7251 超高清电视SoC

用于多HD / UltraHD IP机顶盒(STB)的片上系统(SoC)。它集成了高效视频编解码器(HEVC)或H.265标准,可实现更多UltraHD内容。   它还集成了双显示功能,该功能可实现通过独立的HDMI输出和遥控设备从同一STB呈现两个同步视频通道。 功能 28纳米(nm)工艺技术芯片 高性能双核Brahma15 10000 DMIPs ARMv7处理器,2180p60或双1080p60解码和转码功能 集成高性能连接外设,如USB 3.0,PCIe,千兆以太网和MoCA 2.0 最新一代安全核心提供最高级别的平台安全性,内容保护和DRM稳健性 业界领先的高速DDR3和DDR4设备支持 专用接口一系列Broadcom配套前端电缆,DOCSIS®,卫星和802.11ac Wi-Fi设备 应用 超高清...
发表于 07-04 10:01 25次 阅读
BCM7251 超高清电视SoC

BCM7438 支持MoCA 2.0的STB SoC

Broadcom的BCM7438是一款配套的IP客户端解决方案,集成了高效视频编解码器(HEVC),可与MoCA 2.0视频网关配合使用。  Broadcom的BCM7438集成了HEVC压缩标准和同轴电缆多媒体联盟(MoCA)2.0连接。它可以高效地将HD和UltraHD内容传送到整个家庭的多个设备。 BCM7438是Broadcom完整的HEVC设备产品组合的一部分,允许运营商大幅削减视频传输所需的带宽,在IP,有线或卫星网络上提供额外的信道,并将这些服务提供给整个家庭中的更多位置。非托管设备。  功能 28 nm工艺节点 高性能双核Brahma15 10000 DMIPs ARMv7处理器, 2180p60或双1080p60解码和转码功能 高性能连接外设,如USB 3.0,PCIe,千兆以太网和MoCA 2.0 支持高速DDR3和DDR4设备 一系列Broadcom配套前端电缆,DOCSIS®,卫星和802.11ac Wi-Fi设备的专用接口 应用 家庭网关   ...
发表于 07-04 10:00 24次 阅读
BCM7438 支持MoCA 2.0的STB SoC

BCM7231 高清IP机顶盒SoC

ptionDeliver the highest class of expander scalability and performance available. Enabled for the latest 12Gb/s SAS and SATA specifications, the SAS35x40 supports T-10 zoning across 255 zones, port mirroring, spread spectrum clocking, and twelve I2C interfaces for enclosure management and debugging. DataBolt bandwidth optimizer technology aggregates bandwidth to provide 12Gb/s SAS performance to the host when using 6Gb/s and 3Gb/s SATA end devices, making it ideal for high-capacity and other storage applications. The 35x40 expander is supported by an industry-leading Software Development Kit (SDK) and tool suite for easy integration, de-bug and troubleshooting. Enable higher enclosure capacities through 40 PHY edge expansionProvide high device throughput with SAS and SATA support up to 12Gb/s, including wide port supportAggregated bandwidth provides higher total performance with DataBolt technologyL...
发表于 07-04 10:00 24次 阅读
BCM7231 高清IP机顶盒SoC

BCM7110 带DOCSIS®1.1和个人录像机(PVR)的单芯片有线机顶盒(STB)

Broadcom BCM7110是一款单芯片STB设备,结合了下一代机顶盒所需的关键方面。 Broadcom’ s BCM7110通过DOCSIS 1.1电缆调制解调器实现了经济高效的单芯片设计,个人视频录制(PVR),宽带通信,并支持全球部署的所有主要全球标准。 BCM7110包括双1024/256/64-QAM接收器,带外QPSK接收器和QPSK到256-QAM上游突发调制器。该设备包括完整的DOCSIS ® 1.1媒体访问控制器(MAC),包括QoS,用于宽带交互式服务和DAVIC 1.2 / 1.5 MAC。还包括USB 1.1,以太网MAC,MIPS32处理器和加密/解密引擎。 功能 支持ITU-的双1024/256/64-QAM可变符号率接收器T J.83 Annex A / B / C QPSK带外接收机和QPSK到256-QAM上行脉冲串调制器 支持服务质量(QoS)的DOCSIS 1.1 MAC 双NTSC / PAL视频解码器 MPEG视频解码器 2D / 3D图形子系统 应用程序 机顶盒...
发表于 07-04 10:00 22次 阅读
BCM7110 带DOCSIS®1.1和个人录像机(PVR)的单芯片有线机顶盒(STB)

BCM3405 多通道低噪声放大器(LNA)

Broadcom BCM3405是一款高度集成的多通道低噪声放大器(LNA),旨在大幅降低有线机顶盒和住宅网关中多种设计的复杂性和成本。   BCM3405支持三个带内通道,一个带外通道和一个旁路通道。 BCM3405与BCM3418相结合,可满足OpenCable和贸易的RF要求;规格。 BCM3405和BCM3418的组合通过消除在这些产品中分配信号所需的主要组件,显着降低了多工具应用的设计复杂性和成本。  功能 三个带内通道支持 一个带外通道和一个旁路通道 五通道分离,不会损失增益和噪声频率 显着简化前端设计 应用程序 家庭网关  机顶盒 ...
发表于 07-04 09:58 16次 阅读
BCM3405 多通道低噪声放大器(LNA)

BCM7439 支持MoCA 2.0的STB SoC

支持MoCA 2.0的片上系统(SoC),用于有线和卫星视频网关的机顶盒(STB)。  Broadcom的BCM7439集成了高效视频编解码器(HEVC)压缩标准以及用于有线和卫星视频网关的同轴电缆多媒体联盟(MoCA)2.0连接。 BCM7439还集成了一项名为Dual Display的功能,可通过独立的HDMI输出和遥控设备从同一STB呈现两个同步视频通道。 BCM7439是Broadcom完整的HEVC设备组合的一部分,允许运营商大幅削减视频传输所需的带宽,在IP,有线或卫星网络上提供额外的信道,并将这些服务提供给整个家庭中的更多位置。非托管设备。  功能 28纳米(nm)工艺节点 高性能双核Brahma15 10000 DMIP支持高速DDR3和DDR4的高性能连接外设,如USB 3.0,PCIe,千兆以太网和MoCA 2.0,支持ARMv7处理器,2180p60或双1080p60解码和转码功能 高性能连接外设,如USB 3.0,PCIe,千兆以太网和MoCA 2.0 支持高速DDR3和DDR4设备 一系列Broadcom配套前端电缆,DOCSIS®,卫星和802.11ac Wi-Fi设备的专用接口 应用 机顶盒 ...
发表于 07-04 09:52 24次 阅读
BCM7439 支持MoCA 2.0的STB SoC

SDOOHA MOSFET负载开关的数据手册免费下载

SDOOHA是一种低成本、低电压、单P MOSFET负载开关,针对自供电和总线供电的通用串行总线(U....
发表于 07-03 08:00 44次 阅读
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OPS34K液晶控制板的数据手册免费下载

OPS34K是我公司最新推出一款直接支持ops电脑的超高清液晶图像控制板,,采用独特的嵌入式结构设计....
发表于 07-03 08:00 47次 阅读
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USB-TTL下载器驱动免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是USB-TTL下载器驱动免费下载。
发表于 07-03 08:00 44次 阅读
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LabWindows CVI在USB2. 0接口数据采集器在开发中的应用

文章介绍了虚拟仪器软件LabWindows/CVI在USB2. 0接口数据采集器中的应用, 阐述了利....
发表于 07-02 15:37 50次 阅读
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商业协议和航空航天布线

航空航天布线应用越来越多地通过成熟的商业协议进行高速数据传输。
发表于 07-02 13:47 332次 阅读
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USB连接器将会拥有更强大的功率输出

通用串行总线标准诞生于20多年前,迎来了USB时代,它由两个方面定义:一个普遍的,无处不在的标准,用....
发表于 07-02 11:28 91次 阅读
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5G手机价格预计三年内可大幅度下调 2023年全球5G手机出货量将达到约8亿部

5G手机今年下半年会陆续上市,未来5G何时能替代4G,需要比较长时间的培育。中国运营商已经激进提出5....
的头像 章鹰 发表于 07-02 09:12 1924次 阅读
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高速PCB设计中的走线技巧

布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大....
的头像 牵手一起梦 发表于 07-01 15:24 390次 阅读
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RK3288怎么添加USB转虚拟串口设备

在系统开启并有日志打印的前提下,插入USB设备,就会打印USB设备和虚拟串口信息。
发表于 06-30 10:23 89次 阅读
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GaN已被RF工业大量采用有望突破200亿美元

近年来,由于氮化镓(GaN)在高频下的较高功率输出和较小的占位面积,GaN已被RF工业大量采用。根据....
的头像 电力电子技术与新能源 发表于 06-29 10:09 538次 阅读
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战舰STM32开发板的十四个常见问题资料合集免费下载

1,开发板没供电。这种情况,请检查开发板右下角的蓝色电源灯,是否亮了?如果没亮,请按电源开关。电源指....
发表于 06-28 16:30 65次 阅读
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无线投屏和无线飞屏等技术详解

“无线投屏技术”在当今已经非常成熟,大家一定不会陌生,一般家庭的网络机顶盒都有这样的功能,可以把智能....
发表于 06-28 16:23 191次 阅读
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无线传输技术在巡检机器人上的应用

变电站巡检机器机器人传输过程中要求画面稳定清晰、传输信号抗干扰能力强、户外检修防雨防雷等特点,因此所....
发表于 06-28 11:15 122次 阅读
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LAN7500高速USB 2.0以太网控制器的电路原理图免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是LAN7500高速USB 2.0以太网控制器的电路原理图免费下载。
发表于 06-28 08:00 57次 阅读
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LAN7500和LAN7500i高速USB 2.0以太网控制器的数据手册免费下载

LAN7500/LAN7500i是一款高性能高速USB 2.0至10/100/1000以太网控制器。....
发表于 06-28 08:00 54次 阅读
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USB转串口芯片CH340的中文数据手册免费下载

CH340 是一个USB 总线的转接芯片,实现USB 转串口、USB 转IrDA 红外或者USB 转....
发表于 06-27 17:34 67次 阅读
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无人机无线传输是通过什么技术实现的

在我们身边,经常看到一些摄影爱好者操控的无人机盘旋在我们上空。来去自如,飞行起来十分稳定。而无人机的....
发表于 06-27 16:47 159次 阅读
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HDMI会被USB Type-C取代吗

USB Type-C,这几年在移动互联网时代取得了飞速的发展,包括移动手机,数码相机,很多的电子产品....
发表于 06-26 17:03 123次 阅读
HDMI会被USB Type-C取代吗

基于接口芯片8255的扩展方法解析

这种方式的优点是I/O端口不占用存储器的地址空间,存储器空间和I/O空间独立 ,缺点是CPU中要单独....
发表于 06-25 15:51 103次 阅读
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Microchip发布符合USB 2.0规范的新型单端口产品USB4912和USB4712

新产品符合USB 2.0规范,与多端口系列产品采用同样的专利技术,这些新型单端口IC封装尺寸更小,可....
发表于 06-25 11:31 183次 阅读
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USB type-c和连接器语言使用指南资料免费下载

USB-IF强调了在USB产品包装、营销材料和广告上保持一致的信息传递的重要性和价值。术语的不一致使....
发表于 06-24 08:00 99次 阅读
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新款iPhone天线传混合设计软板会升级成4层板吗

苹果下半年新款iPhone设计外界关注。分析师预期,6.1吋新款LCD版iPhone的上天线,可能维....
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USB标准USB4发布后,小心这些陷阱

本来就混乱的USB接口标准这下就更乱了,别说小白们了,就连我们专业编辑一不留神都会上当,高价买低配产....
发表于 06-22 10:50 213次 阅读
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USB连接器使用Type-C母座的优缺点介绍

随着电子产品的普及,现在的人们因为生活或工作的需要大多数都会用到智能手机,所以很多时候都会用到USB....
发表于 06-17 11:13 128次 阅读
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Zadig通用串口驱动软件免费下载

Zadig是一个安装通用USB驱动程序的Windows应用程序,例如WinUSB,libusb-wi....
发表于 06-17 08:00 47次 阅读
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是德科技发布PathWave Design2020 加速RF/5G设计流程

是德科技(NYSE:KEYS)发布 PathWave Design 2020 产品,其中包括是德科技....
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如何使用Labwindows CVI软件进行USB与PC机的通信资料说明

文章介绍了Labw indows/CV中的V ISA (虚拟仪器软件结构)在测试应用程序开发中的优点....
发表于 06-14 16:40 78次 阅读
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如何使用NI-VISA与LabVIEW进行USB接口的应用设计

USB(Universal Serial Bus)接口是近年来应用在PC领域的新型接口技术。它基于单....
发表于 06-14 16:39 75次 阅读
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自动控制硬件部分的原理实验指导书12个实验详细说明

本文档的主要内容详细介绍的是自动控制硬件部分的原理实验指导书12个实验详细说明包括了:硬件资源,软件....
发表于 06-14 08:00 68次 阅读
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