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51单片机
从业将近十年!手把手教你单片机程序框架(连载)
2020-01-12 17:08
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51单片机
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本帖最后由 吴坚鸿 于 2014-3-10 20:36 编辑
第一次听到阿莫的大名,是在聊天时听一个朋友提起的,他说阿莫好牛,有家公司出资100万要收购阿莫论坛,被阿莫直接拒绝了,也不知道这个事情是不是真的。后来在做项目中,遇到问题在网上查资料时,也经常能在阿莫论坛中找到答案,从此之后,在我心中的阿莫就跟周立功一样,都是我非常崇拜的牛人。
先自我介绍一下,我叫吴坚鸿,从事单片机开发行业将近十年,今天买了一个阿莫论坛的ID号,准备把我这些年做项目的程序框架分享给大家,我打算每个星期写一两节,直到我江郎才尽为止,初步估计不会低于100节内容,因为感觉我要整理和分享的技术资料实在是太多了。第一次在阿莫论坛发帖,希望各位版主和管理员多多包涵,如果发现我不对的地方请及时告诉我,我会马上改正,也可以直接帮我更改不对的地方。有不同见解的欢迎提出来交流,意见不同的请心平气和地交流,君子和而不同,不要太较真。
第一节:吴坚鸿谈初学单片机的误区。
第二节:delay()延时实现LED灯的闪烁。
第三节:累计主循环次数使LED灯闪烁。
第四节:累计定时中断次数使LED灯闪烁。
第五节:蜂鸣器的驱动程序。
第六节:在主函数中利用累计主循环次数来实现独立按键的检测。
第七节:在主函数中利用累计定时中断的次数来实现独立按键的检测。
第八节:在定时中断函数里执行独立按键的扫描程序。
第九节:独立按键的双击按键触发。
第十节:两个独立按键的组合按键触发。
第十一节:同一个按键短按与长按的区别触发。
第十二节:按住一个独立按键不松手的连续步进触发。
第十三节:按住一个独立按键不松手的加速匀速触发。
第十四节:矩阵键盘的单个触发。
第十五节:矩阵键盘单个触发的压缩代码编程。
第十六节:矩阵键盘的组合按键触发。
第十七节:两片联级74HC595驱动16个LED灯的基本驱动程序。
第十八节:把74HC595驱动程序翻译成类似单片机IO口直接驱动的方式。
第十九节:依次逐个点亮LED之后,再依次逐个熄灭LED的跑马灯程序。
第二十节:依次逐个亮灯并且每次只能亮一个灯的跑马灯程序。
第二十一节:多任务并行处理两路跑马灯。
第二十二节:独立按键控制跑马灯的方向。
第二十三节:独立按键控制跑马灯的速度。
第二十四节:独立按键控制跑马灯的启动和暂停。
第二十五节:用LED灯和按键来模拟工业自动化设备的运动控制。
第二十六节:在主函数while循环中驱动数码管的动态扫描程序。
第二十七节:在定时中断里动态扫描数码管的程序。
第二十八节:数码管通过切换窗口来设置参数。
第二十九节:数码管通过切换窗口来设置参数,并且不显示为0的高位。
第三十节:数码管通过闪烁来设置数据。
第三十一节:数码管通过一二级菜单来设置数据的综合程序。
第三十二节:数码管中的倒计时程序。
第三十三节:能设置速度档位的数码管倒计时程序。
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100条回答
吴坚鸿
2020-01-19 06:28
第十二节:按住一个独立按键不松手的连续步进触发。
开场白:
上一节讲了同一个按键短按与长按的区别触发功能,这节要教会大家两个知识点:
第一个知识点:如何在上一节的基础上,略作修改,就可以实现按住一个独立按键不松手的连续步进触发。
第二个知识点:在单片机的C语言编译器中,当无符号数据0减去1时,就会溢出,变成这个类型数据的最大值。比如是unsigned int类型的0减去1就等于65535(0xffff),unsigned char类型的0减去1就等于255(0xff)。这个常识经常要用在判断数据临界点的地方。比如一个数最大值是20,最小值是0。这个数据一直往下减,当我们发现它突然大于20的时候,就知道它溢出了,这个时候要及时把它赋值成0就达到我们的目的。
具体内容,请看源代码讲解。
(1)硬件平台:基于朱兆祺51单片机学习板。用矩阵键盘中的S1和S5号键作为独立按键,记得把输出线P0.4一直输出低电平,模拟独立按键的触发地GND。
(2)实现功能:两个独立按键S1和S5,S1键作为加键。S5键做为减键。每按一次S1键则被设置参数uiSetNumber自加1。如果按住S1键不松手超过1秒钟,被设置参数uiSetNumber以每0.25秒的时间间隔往上自加1,一直加到20为止。每按一次S5键则被设置参数uiSetNumber自减1。如果按住S5键不松手超过1秒钟,被设置参数uiSetNumber以每0.25秒的时间间隔往下自减1,一直减到0为止。当被设置参数uiSetNumber小于10的时候,LED灯灭;当大于或者等于10的时候,LED灯亮。
(3)源代码讲解如下:
#include "REG52.H"
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_key_time1 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_key_time2 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_time_0_25s 111 //0.25秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_time_1s 444 //1秒钟的时间需要的定时中断次数
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void T0_time(); //定时中断函数
void key_service(); //按键服务的应用程序
void key_scan(); //按键扫描函数 放在定时中断里
void led_run(); //led灯的应用程序
sbit key_sr1=P0^0; //对应朱兆祺学习板的S1键
sbit key_sr2=P0^1; //对应朱兆祺学习板的S5键
sbit key_gnd_dr=P0^4; //模拟独立按键的地GND,因此必须一直输出低电平
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit led_dr=P3^5; //LED的驱动IO口
unsigned char ucKeySec=0; //被触发的按键编号
unsigned int uiKeyTimeCnt1=0; //按键去抖动延时计数器
unsigned int uiKeyCtntyCnt1=0; //按键连续触发的间隔延时计数器
unsigned char ucKeyLock1=0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiKeyTimeCnt2=0; //按键去抖动延时计数器
unsigned int uiKeyCtntyCnt2=0; //按键连续触发的间隔延时计数器
unsigned char ucKeyLock2=0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
unsigned int uiSetNumber=0; //设置的数据
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
key_service(); //按键服务的应用程序
led_run(); //led灯的应用程序
}
}
void led_run() //led灯的应用程序
{
if(uiSetNumber<10) //如果被设置的参数uiSetNumber小于10,LED灯则灭。否则亮。
{
led_dr=0; //灭
}
else
{
led_dr=1; //亮
}
}
void key_scan()//按键扫描函数 放在定时中断里
{
/* 注释一:
* 独立按键扫描的详细过程:
* 第一步:平时没有按键被触发时,按键的自锁标志,去抖动延时计数器,以及时间间隔延时计数器一直被清零。
* 第二步:一旦有按键被按下,去抖动延时计数器开始在定时中断函数里累加,在还没累加到
* 阀值const_key_time1时,如果在这期间由于受外界干扰或者按键抖动,而使
* IO口突然瞬间触发成高电平,这个时候马上把延时计数器uiKeyTimeCnt1
* 清零了,这个过程非常巧妙,非常有效地去除瞬间的杂波干扰。这是我实战中摸索出来的。
* 以后凡是用到开关感应器的时候,都可以用类似这样的方法去干扰。
* 第三步:如果按键按下的时间超过了阀值const_key_time1,则触发按键,把编号ucKeySec赋值。
* 同时,马上把自锁标志ucKeyLock1置位,防止按住按键不松手后一直触发。
* 第四步:如果此时触发了一次按键后,一直不松手,去抖动延时计时器继续累加,直到超过了1秒钟。进入连续触发模式的程序
* 第五步:在连续触发模式的程序中,连续累加延时计数器开始累加,每0.25秒就触发一次。
* 第六步:等按键松开后,自锁标志ucKeyLock1和两个延时计时器及时清零,为下一次自锁做准备。
*/
if(key_sr1==1)//IO是高电平,说明按键没有被按下,这时要及时清零一些标志位
{
ucKeyLock1=0; //按键自锁标志清零
uiKeyTimeCnt1=0;//按键去抖动延时计数器清零,此行非常巧妙,是我实战中摸索出来的。
uiKeyCtntyCnt1=0; //连续累加的时间间隔延时计数器清零
}
else if(ucKeyLock1==0)//有按键按下,且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt1++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt1>const_key_time1)
{
uiKeyTimeCnt1=0;
ucKeyLock1=1; //自锁按键置位,避免一直触发
ucKeySec=1; //触发1号键
}
}
else if(uiKeyTimeCnt1<const_time_1s) //按住累加到1秒
{
uiKeyTimeCnt1++;
}
else //按住累加到1秒后仍然不放手,这个时候进入有节奏的连续触发
{
uiKeyCtntyCnt1++; //连续触发延时计数器累加
if(uiKeyCtntyCnt1>const_time_0_25s) //按住没松手,每0.25秒就触发一次
{
uiKeyCtntyCnt1=0; //
ucKeySec=1; //触发1号键
}
}
if(key_sr2==1)
{
ucKeyLock2=0;
uiKeyTimeCnt2=0;
uiKeyCtntyCnt2=0;
}
else if(ucKeyLock2==0)
{
uiKeyTimeCnt2++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt2>const_key_time2)
{
uiKeyTimeCnt2=0;
ucKeyLock2=1;
ucKeySec=2; //触发2号键
}
}
else if(uiKeyTimeCnt2<const_time_1s)
{
uiKeyTimeCnt2++;
}
else
{
uiKeyCtntyCnt2++;
if(uiKeyCtntyCnt2>const_time_0_25s)
{
uiKeyCtntyCnt2=0;
ucKeySec=2; //触发2号键
}
}
}
void key_service() //第三区 按键服务的应用程序
{
switch(ucKeySec) //按键服务状态切换
{
case 1:// 1号键 连续加键 对应朱兆祺学习板的S1键
uiSetNumber++; //被设置的参数连续往上加
if(uiSetNumber>20) //最大是20
{
uiSetNumber=20;
}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发,滴一声就停。
ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后,按键编号清零,避免一致触发
break;
case 2:// 2号键 连续减键 对应朱兆祺学习板的S5键
/* 注释二:
* 在单片机的C语言编译器中,当无符号数据0减去1时,就会溢出,变成这个类型数据的最大值。
* 比如是unsigned int的0减去1就等于65535(0xffff),unsigned char的0减去1就等于255(0xff)
*/
uiSetNumber--; //被设置的参数连续往下减
if(uiSetNumber>20) //最小是0.为什么这里用20?因为0减去1就是溢出变成了65535(0xffff)
{
uiSetNumber=0;
}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发,滴一声就停。
ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后,按键编号清零,避免一致触发
break;
}
}
void T0_time() interrupt 1
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
key_scan(); //按键扫描函数
if(uiVoiceCnt!=0)
{
uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1,直到等于零为止。才停止鸣叫
beep_dr=0; //蜂鸣器是PNP三极管控制,低电平就开始鸣叫。
}
else
{
; //此处多加一个空指令,想维持跟if括号语句的数量对称,都是两条指令。不加也可以。
beep_dr=1; //蜂鸣器是PNP三极管控制,高电平就停止鸣叫。
}
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
TR0=1; //开中断
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i<uiDelayLong;i++)
{
for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
void initial_myself() //第一区 初始化单片机
{
/* 注释三:
* 矩阵键盘也可以做独立按键,前提是把某一根公共输出线输出低电平,
* 模拟独立按键的触发地,本程序中,把key_gnd_dr输出低电平。
* 朱兆祺51学习板的S1和S5两个按键就是本程序中用到的两个独立按键。
*/
key_gnd_dr=0; //模拟独立按键的地GND,因此必须一直输出低电平
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器,输出高电平时不叫。
led_dr=0; //LED灯灭
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
}
void initial_peripheral() //第二区 初始化外围
{
EA=1; //开总中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
总结陈词:
本程序可以有节奏地快速往上加或者快速往下减。假如被设置数据的范围不是20,而是1000。如果按0.25秒的节奏往上加,那不是累死人了?如果直接把0.25秒的节奏调快到0.01秒,那么到达999的时候,还来不及松手就很容易超过头,不好微调。有没有完整的方案解决这个问题?当然有。欲知详情,请听下回分解-----按住一个独立按键不松手的加速匀速触发。
(未完待续,下节更精彩,不要走开哦)
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上一节讲了同一个按键短按与长按的区别触发功能,这节要教会大家两个知识点:
第一个知识点:如何在上一节的基础上,略作修改,就可以实现按住一个独立按键不松手的连续步进触发。
第二个知识点:在单片机的C语言编译器中,当无符号数据0减去1时,就会溢出,变成这个类型数据的最大值。比如是unsigned int类型的0减去1就等于65535(0xffff),unsigned char类型的0减去1就等于255(0xff)。这个常识经常要用在判断数据临界点的地方。比如一个数最大值是20,最小值是0。这个数据一直往下减,当我们发现它突然大于20的时候,就知道它溢出了,这个时候要及时把它赋值成0就达到我们的目的。
具体内容,请看源代码讲解。
(1)硬件平台:基于朱兆祺51单片机学习板。用矩阵键盘中的S1和S5号键作为独立按键,记得把输出线P0.4一直输出低电平,模拟独立按键的触发地GND。
(2)实现功能:两个独立按键S1和S5,S1键作为加键。S5键做为减键。每按一次S1键则被设置参数uiSetNumber自加1。如果按住S1键不松手超过1秒钟,被设置参数uiSetNumber以每0.25秒的时间间隔往上自加1,一直加到20为止。每按一次S5键则被设置参数uiSetNumber自减1。如果按住S5键不松手超过1秒钟,被设置参数uiSetNumber以每0.25秒的时间间隔往下自减1,一直减到0为止。当被设置参数uiSetNumber小于10的时候,LED灯灭;当大于或者等于10的时候,LED灯亮。
(3)源代码讲解如下:
#include "REG52.H"
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_key_time1 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_key_time2 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_time_0_25s 111 //0.25秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_time_1s 444 //1秒钟的时间需要的定时中断次数
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void T0_time(); //定时中断函数
void key_service(); //按键服务的应用程序
void key_scan(); //按键扫描函数 放在定时中断里
void led_run(); //led灯的应用程序
sbit key_sr1=P0^0; //对应朱兆祺学习板的S1键
sbit key_sr2=P0^1; //对应朱兆祺学习板的S5键
sbit key_gnd_dr=P0^4; //模拟独立按键的地GND,因此必须一直输出低电平
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit led_dr=P3^5; //LED的驱动IO口
unsigned char ucKeySec=0; //被触发的按键编号
unsigned int uiKeyTimeCnt1=0; //按键去抖动延时计数器
unsigned int uiKeyCtntyCnt1=0; //按键连续触发的间隔延时计数器
unsigned char ucKeyLock1=0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiKeyTimeCnt2=0; //按键去抖动延时计数器
unsigned int uiKeyCtntyCnt2=0; //按键连续触发的间隔延时计数器
unsigned char ucKeyLock2=0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
unsigned int uiSetNumber=0; //设置的数据
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
key_service(); //按键服务的应用程序
led_run(); //led灯的应用程序
}
}
void led_run() //led灯的应用程序
{
if(uiSetNumber<10) //如果被设置的参数uiSetNumber小于10,LED灯则灭。否则亮。
{
led_dr=0; //灭
}
else
{
led_dr=1; //亮
}
}
void key_scan()//按键扫描函数 放在定时中断里
{
/* 注释一:
* 独立按键扫描的详细过程:
* 第一步:平时没有按键被触发时,按键的自锁标志,去抖动延时计数器,以及时间间隔延时计数器一直被清零。
* 第二步:一旦有按键被按下,去抖动延时计数器开始在定时中断函数里累加,在还没累加到
* 阀值const_key_time1时,如果在这期间由于受外界干扰或者按键抖动,而使
* IO口突然瞬间触发成高电平,这个时候马上把延时计数器uiKeyTimeCnt1
* 清零了,这个过程非常巧妙,非常有效地去除瞬间的杂波干扰。这是我实战中摸索出来的。
* 以后凡是用到开关感应器的时候,都可以用类似这样的方法去干扰。
* 第三步:如果按键按下的时间超过了阀值const_key_time1,则触发按键,把编号ucKeySec赋值。
* 同时,马上把自锁标志ucKeyLock1置位,防止按住按键不松手后一直触发。
* 第四步:如果此时触发了一次按键后,一直不松手,去抖动延时计时器继续累加,直到超过了1秒钟。进入连续触发模式的程序
* 第五步:在连续触发模式的程序中,连续累加延时计数器开始累加,每0.25秒就触发一次。
* 第六步:等按键松开后,自锁标志ucKeyLock1和两个延时计时器及时清零,为下一次自锁做准备。
*/
if(key_sr1==1)//IO是高电平,说明按键没有被按下,这时要及时清零一些标志位
{
ucKeyLock1=0; //按键自锁标志清零
uiKeyTimeCnt1=0;//按键去抖动延时计数器清零,此行非常巧妙,是我实战中摸索出来的。
uiKeyCtntyCnt1=0; //连续累加的时间间隔延时计数器清零
}
else if(ucKeyLock1==0)//有按键按下,且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt1++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt1>const_key_time1)
{
uiKeyTimeCnt1=0;
ucKeyLock1=1; //自锁按键置位,避免一直触发
ucKeySec=1; //触发1号键
}
}
else if(uiKeyTimeCnt1<const_time_1s) //按住累加到1秒
{
uiKeyTimeCnt1++;
}
else //按住累加到1秒后仍然不放手,这个时候进入有节奏的连续触发
{
uiKeyCtntyCnt1++; //连续触发延时计数器累加
if(uiKeyCtntyCnt1>const_time_0_25s) //按住没松手,每0.25秒就触发一次
{
uiKeyCtntyCnt1=0; //
ucKeySec=1; //触发1号键
}
}
if(key_sr2==1)
{
ucKeyLock2=0;
uiKeyTimeCnt2=0;
uiKeyCtntyCnt2=0;
}
else if(ucKeyLock2==0)
{
uiKeyTimeCnt2++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt2>const_key_time2)
{
uiKeyTimeCnt2=0;
ucKeyLock2=1;
ucKeySec=2; //触发2号键
}
}
else if(uiKeyTimeCnt2<const_time_1s)
{
uiKeyTimeCnt2++;
}
else
{
uiKeyCtntyCnt2++;
if(uiKeyCtntyCnt2>const_time_0_25s)
{
uiKeyCtntyCnt2=0;
ucKeySec=2; //触发2号键
}
}
}
void key_service() //第三区 按键服务的应用程序
{
switch(ucKeySec) //按键服务状态切换
{
case 1:// 1号键 连续加键 对应朱兆祺学习板的S1键
uiSetNumber++; //被设置的参数连续往上加
if(uiSetNumber>20) //最大是20
{
uiSetNumber=20;
}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发,滴一声就停。
ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后,按键编号清零,避免一致触发
break;
case 2:// 2号键 连续减键 对应朱兆祺学习板的S5键
/* 注释二:
* 在单片机的C语言编译器中,当无符号数据0减去1时,就会溢出,变成这个类型数据的最大值。
* 比如是unsigned int的0减去1就等于65535(0xffff),unsigned char的0减去1就等于255(0xff)
*/
uiSetNumber--; //被设置的参数连续往下减
if(uiSetNumber>20) //最小是0.为什么这里用20?因为0减去1就是溢出变成了65535(0xffff)
{
uiSetNumber=0;
}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发,滴一声就停。
ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后,按键编号清零,避免一致触发
break;
}
}
void T0_time() interrupt 1
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
key_scan(); //按键扫描函数
if(uiVoiceCnt!=0)
{
uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1,直到等于零为止。才停止鸣叫
beep_dr=0; //蜂鸣器是PNP三极管控制,低电平就开始鸣叫。
}
else
{
; //此处多加一个空指令,想维持跟if括号语句的数量对称,都是两条指令。不加也可以。
beep_dr=1; //蜂鸣器是PNP三极管控制,高电平就停止鸣叫。
}
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
TR0=1; //开中断
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i<uiDelayLong;i++)
{
for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
void initial_myself() //第一区 初始化单片机
{
/* 注释三:
* 矩阵键盘也可以做独立按键,前提是把某一根公共输出线输出低电平,
* 模拟独立按键的触发地,本程序中,把key_gnd_dr输出低电平。
* 朱兆祺51学习板的S1和S5两个按键就是本程序中用到的两个独立按键。
*/
key_gnd_dr=0; //模拟独立按键的地GND,因此必须一直输出低电平
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器,输出高电平时不叫。
led_dr=0; //LED灯灭
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
}
void initial_peripheral() //第二区 初始化外围
{
EA=1; //开总中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
总结陈词:
本程序可以有节奏地快速往上加或者快速往下减。假如被设置数据的范围不是20,而是1000。如果按0.25秒的节奏往上加,那不是累死人了?如果直接把0.25秒的节奏调快到0.01秒,那么到达999的时候,还来不及松手就很容易超过头,不好微调。有没有完整的方案解决这个问题?当然有。欲知详情,请听下回分解-----按住一个独立按键不松手的加速匀速触发。
(未完待续,下节更精彩,不要走开哦)
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