多通道温度巡检系统设计方案课程设计方案说明书.pdf

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1、I/46 摘要设计一个八路温度巡检系统，用八路DS18B20 温度传感器分别检测外界八个不同地点的温度信息，通过AT89C51单片机接收八路温度传感器所返回的信息，经过单片机处理后将温度值和通道数等信息传输到LCD液晶显示器进行显示。文中详细论述了温度传感器 DS18B20 的工作原理、温度信息处理过程、温度显示过程、系统的硬件设计方案以及软件程序设计。关键词：八路温度巡检；DS18B20；AT89C51；LCD 目录摘要 I II/46 1绪论 1 1.1 设计任务及意义.1 1.2 DS18B20温度检测原理.1 2 系统总体方案设计.5 2.1 系统总体方案框图.5 2.2 各模块的功能

2、.5 3 硬件电路的设计.6 3.1 温度检测电路.6 3.2 液晶显示电路.6 3.2.1 LM016L 介绍.6 3.2.2 LM01 与 51单片机的连接.7 3.3 晶振电路.8 3.4 复位电路.8 3.5 电源电路.9 4 系统软件设计.10 4.1 系统软件流程图.10 4.2 程序设计.10 4.2.1 DS18B20的程序设计.10 4.2.2 LM017L 液晶的程序设计.11 4.2.3 主程序设计.12 5 系统仿真.13 5.1 仿真电路的设计.13 5.2 仿真结果.13 总结.15 参 考 文 献.16 致谢.17 附录 B 程序清单.19 文档编码:CS2T5L

3、4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编

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5、3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10

6、 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A1

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8、D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS

9、2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G

10、41/46 1绪论1.1 设计任务及意义本设计实现八路温度检测，要求检测温度范围为-55125摄氏度，用 LCD 液晶显示器同时显示测量温度值和通道编号，每3秒钟显示一路温度信息。以摄氏度为单位，要求能够实现小数的显示。温度检测在现实生活、生产当中应用比较普遍，而且起着相当大的作用，特别是一些工业的应用当中，温度的检测更是重要的环节，温度的检测和控制直接和安全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术指标相联系。而多路温度的检测在一些范围比较大的施工场地或者监控现场的应用更是广泛，为应用者提供了现场多点的实时环境温度信息。1.2DS18B20温度检测原理DS18B20 是DALLAS 公司生

11、产的单总线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号提供9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。它具有3引脚TO-92小体积封装形式 如图1.1），测温范围为-55+125，可编程为 9位12位A/D转换精度，测温分辨率可达 0.0625，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20 可以并联到 3根或2根线上，CPU 只需一根端口线就能与多个DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大

12、量的引线和逻辑电路。DS18B20 的内部结构：8位是产品类型标号，对于DS18B20 来说就是(28H。接着的 48位是器件自身的序列号；最后8位是前面 56位的循环冗余校验码文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2

13、L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D

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15、W5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L

16、4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编

17、码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N

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19、 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G42/46(CRC=X8+X5+X4+1.光刻ROM 的作用是使每个 DS18B20 都不相同，这样可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。对ROM 操作的几种指令：2）RAM 高速暂存存储器由 9个字节组成，包含了 8个连续字节，前面两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低8位，第二个字节是温度的高8位。第三个和第四个字节是温度高限 TH 和温度底限 TL的暂存区，第五个

20、字节是配置寄存器暂存区，第6、7、8、9字节是系统保留用，相当于DS18B20 的运算内存，第 9个字节是冗余校验字节。RAM 内部字节分布如下表所示：表1-1 DS18B20 RAM字节分布文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3

21、W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW

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27、L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G43/46 对RAM 操作的几种指令：3）E2PROM EEPROM只有三个字节，和 RAM 的第2、3、4字节的内容相对应，它的作用就是存储RAM 第2、3、4字节的内容，以使这些数据在掉电后不丢失。可能通过几条命令将RAM 的该3个字节内容复制到 EEPROM或从EEPROM将该3个字节内容复制到 RAM 的第2、3、4字节文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3

28、W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW

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31、:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3

32、Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10

33、ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10

34、L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G44/46 去。因为我们从外部想改

35、写报警值和器件的设置都是只对RAM 进行操作的。要保存这些设置后的数据就还要用相应的命令将RAM 的数据复制到 EEPROM去。DS18B20 是单总线器件，通讯协议包括几种单线信号类型：复位脉冲、存在脉冲、写0、写1、读0、读1。所有这些信号，除存在脉冲外，其余都是由总线控制器单片机）发出的。根据 DS18B20 的通讯协议，主机 以上，则 CPU 就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位，本设计中采用的是手动按钮复位方式。手动按钮复位需要人为在复位输入端RESET 上加入高电平。一般采用的办法是在RESET 端和正电源 Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，

36、则Vcc的+5V电平就会直接加到 RESET 端,也可以直接在另一端接一个+5V电源。手动按钮复位的电路如3.5 所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10

37、L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D

38、2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2

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40、文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L

41、10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3

42、W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW

43、5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G49/46 图 3.5 复位电路3.5 电源电路在本系统中，有很多芯片都需要电源，所以需要设计一个电源模块。电源电路原理图如图 3.6 所示。220V的交流电经变压器T1降压后，得到+9V的交流电，再经过桥式整流和电容滤波的作用，最终得到+5V的直流电，为系统提供电源。三端稳压器7805在电路中起稳压作用，交流电经整流滤波后，由三端稳压器稳压后，输出稳定的直流电。图 3.6

44、电源电路文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10

45、ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10

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49、文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L

50、10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3W10 ZO2L10N3Y5G4文档编码:CS2T5L4I10D2 HW5A10L8D3