CN105824675A - 电路板烧录治具、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电路板烧录治具、系统及方法。其中，电路板烧录治具包括治具底箱、升降组件、载板、探针组件及烧录主控模块。升降组件用于向下按压载板。载板位于探针组件的上方并与探针组件弹性连接，且载板用于放置待烧录电路板并设有与待烧录电路板中各第一烧录管脚点对应的若干探针孔。探针组件包括若干探针。各探针的第一端与烧录主控模块的各第二烧录管脚点连接，第二端用于在载板被压下后穿过探针孔，并接触与第二烧录管脚点信号相对应的第一烧录管脚点。烧录主控模块用于通过探针向待烧录电路板传送烧录程序。该电路板烧录治具、系统及方法能够对待烧录电路板实现智能机械化烧录，克服了传统烧录方法耗用工人的劳动成本较大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电路板烧录技术领域，特别是涉及一种电路板烧录治具、系统及方法。
背景技术
电路板，是电子产品的重要部件之一，其具有可靠性高、一致性好、机械强度高、重量轻、体积小、易于标准化等优点，已经广泛应用于电子手表、计算器、计算机、通信设备、电子雷达系统等电子产品。
然而电路板上不是所有的IC(integratedcircuit，集成电路)芯片都能够烧录程序，但存储器内部包括很多MOS管，MOS管一旦充电其栅极电压就很难释放(最高保存10年以上)，即MOS管栅极的电压具有记忆功能，故存储器能够进行烧录，因此很多IC芯片通过集成存储器来实现烧录。那么对IC芯片内部的存储器烧录程序相当于对IC芯片进行烧录。IC芯片在后续工作中则首先读取存储器的数据，然后按照读取的数据进行工作。
在IC芯片烧录时，程序是以二进制(0表示低电平，1表示高电平)的形式对单片机内部相应的MOS管栅极进行充电或放电，以存储数据。例如：一串00000001数据送入IC芯片内部的存储器后，MOS栅极进行充放电保存，具体为：与前面七位数据(即0000000)对应的MOS管栅极放电并以低电平形式保存，与最后一位数据(即1)对应的MOS管栅极进行充电且以高电平形式保存。如此这八个MOS管就保存了上述数据00000001。之后IC芯片在读取存储器的数据时，MOS管栅极放电输出为O，充电输出为1，即可将一连串的数据读取输出。
电路板中的IC芯片的传统烧录方法通常为：先通过烧录器烧录IC芯片程序。然后再通过生产贴片机(SMT)将IC芯片装配到PCBA板上。此方法虽可行，但是在遇到电路板大批量生产时，就会明显增加工厂的生产成本，例如出现工人劳动成本的增加和投入更多工时的情况，从而严重地影响电路板的出货时间，不利于企业生产效率的提高和生产规模的扩大。
发明内容
基于此，有必要针对如何克服传统烧录方法耗用工人的劳动成本较大的问题，提供一种电路板烧录治具、系统及方法。
一种电路板烧录治具，包括治具底箱、升降组件、载板、探针组件及烧录主控模块；其中，所述升降组件安装于治具底箱上方并与治具底箱连接；所述治具底箱包括治具表面板，且所述载板、探针组件安装于治具表面板外侧，所述烧录主控模块安装于治具底箱内部；
所述升降组件用于向下按压载板；所述载板位于探针组件的上方并与探针组件弹性连接，且所述载板用于放置待烧录电路板并设有与待烧录电路板中各第一烧录管脚点对应的若干探针孔；所述探针组件包括若干探针；各所述探针的第一端与烧录主控模块的各第二烧录管脚点连接，所述探针的第二端用于在所述载板被压下后穿过探针孔，并接触与所述第二烧录管脚点信号相对应的第一烧录管脚点；所述烧录主控模块用于在第二烧录管脚点通过探针接触对应的第一烧录管脚点后向待烧录电路板传送烧录程序。
在其中一个实施例中，所述第一烧录管脚点和第二烧录管脚点的种类均包括主输出从输入管脚点、主输入从输出管脚点、同步时钟管脚点、复位连接管脚点、接地管脚点；所述第一烧录管脚点与相同种类的第二烧录管脚点通过探针连接。
在其中一个实施例中，所述升降组件包括升降机构、压板及安装于所述治具底箱上的大夹手固定柱；所述升降机构安装于大夹手固定柱上，并用于带动所述压板上下移动；所述压板安装于升降机构中能够移动的结构底部，且所述压板位于载板的上方。
在其中一个实施例中，所述电路板烧录治具还包括两组导柱固定板及导柱；所述导柱固定板用于将导柱固定于所述大夹手固定柱上；所述两个导柱分别穿过压板的两端，且所述压板在升降机构的带动下沿导柱上下移动。
在其中一个实施例中，所述升降机构为大夹手升降机构。
在其中一个实施例中，所述探针组件还包括针板，且所述针板设有用于放置探针的若干针套。
在其中一个实施例中，所述治具底箱内部还设有底板定位柱，且所述底板定位柱用于固定治具底箱内各结构。
在其中一个实施例中，所述电路板烧录治具还包括支撑杆及支撑杆锁座；所述支撑杆安装于治具表面板内侧，用于在打开治具表面板时固定治具表面板；所述支撑杆锁座用于固定支撑杆。
一种电路板烧录系统，包括PC端和上述电路板烧录治具，且所述电路板烧录治具设有接口并通过所述接口与PC端通信。
一种电路板烧录方法，适用于上述电路板烧录系统中的烧录主控模块，包括：
接收PC端传来的烧录程序；
擦除待烧录电路板的内部程序；
将所述烧录程序通过探针写入待烧录电路板内。
上述电路板烧录治具、系统及方法具有的有益效果为：在该电路板烧录治具、系统及方法中，升降组件用于向下按压载板。载板位于探针组件的上方并与探针组件弹性连接，且载板用于放置待烧录电路板并设有与各第一烧录管脚点对应的若干探针孔。那么当升降组件向下按压载板后，载板向探针组件移动，直至探针的第二端穿过探针孔并接触到对应的第一烧录管脚点。同时由于各探针的第一端与烧录主控模块的各第二烧录管脚点连接，故烧录主控模块即可通过探针向待烧录电路板传送烧录程序，从而实现对待烧录电路板进行烧录的功能。
因此，该电路板烧录治具、系统及方法能够对待烧录电路板实现智能机械化烧录，简化了人工操作，从而克服了传统烧录方法耗用工人的劳动成本较大的问题，提高了工厂的生产效率。
附图说明
图1为一实施例提供的电路板烧录治具的正视示意图；
图2为图1所示实施例的电路板烧录治具在打开治具表面板时的左视示意图；
图3为图1所示实施例的电路板烧录治具的俯视示意图；
图4为图1所示实施例的电路板烧录治具的载板及探针组件的局部放大示意图；
图5为图1所示实施例的电路板烧录治具的电路图；
图6为包括图1所示实施例的电路板烧录治具的电路板烧录系统在烧录时用户在PC端执行的步骤流程图；
图7为包括图1所示实施例的电路板烧录治具的电路板烧录系统中烧录主控模块执行的电路板烧录方法的流程图。
在上述图中各结构的标号分别为：治具底箱10、底板定位柱11、支撑杆12、支撑杆锁座13、合叶14、治具框架15、治具表面板16、治具前面板17、横面板18、治具底板19、升降机构21、压板22、大夹手固定柱23、导柱固定板24、导柱25、侧板26、内六角螺丝27、载板30、针板41、弹丝定位针42、烧录主控模块50、待烧录电路板60、待烧录IC芯片61、220交流电源插座70、固定螺丝80、5VDC电源90
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图4所示，本实施例提供的电路板烧录治具包括：治具底箱10、升降组件、载板30、探针组件及烧录主控模块50。其中，升降组件安装于治具底箱10上方并与治具底箱10连接。治具底箱10包括治具表面板16。载板30、探针组件安装于治具表面板16外侧，本实施例中，载板30和探针组件均置于治具表面板16上的凹槽内。烧录主控模块50安装于治具底箱10内部。
升降组件能够上下移动，并用于向下按压载板30。载板30位于探针组件的上方并与探针组件弹性连接。具体的，载板30与探针组件通过弹丝定位针42连接，从而能够保证两者处于平衡状态。当然，载板30与探针组件也可采用其他方式连接，只要两者之间能够弹性连接并保持平衡即可。同时，载板30用于放置待烧录电路板60并设有与待烧录电路板60中各第一烧录管脚点对应的若干探针孔。待烧录电路板60则放置于这些探针孔的上方，同时待烧录电路板60内包括待烧录IC芯片61，该待烧录IC芯片61即为待烧录电路板60内部需要烧录的芯片。
探针组件包括若干探针，且各探针分别与上述各第一烧录管脚点的位置一一对应。探针的第一端与烧录主控模块50的各第二烧录管脚点连接，例如探针的第一端与烧录主控模块50通过线缆连接。探针的第二端用于在载板30被压下后穿过探针孔，并接触与第二烧录管脚点信号相对应的第一烧录管脚点。因此，探针的第二端至少需露出探针组件的表面，以便在载板30被压下后穿过探针孔从而接触各第一烧录管脚点。烧录主控模块50用于在第二烧录管脚点通过探针接触对应的第一烧录管脚点后向待烧录电路板传送烧录程序。
那么对于上述电路板烧录治具，当升降组件向下按压载板30后，载板30向探针组件移动，直至探针的第二端穿过探针孔并接触到对应的第一烧录管脚点。同时由于各探针的第一端与烧录主控模块50的各第二烧录管脚点连接，故烧录主控模块50即可通过探针向待烧录电路板60传送烧录程序，从而实现对待烧录电路板60进行烧录的功能。因此，该电路板烧录治具能够对待烧录电路板60实现机械化烧录，在烧录时无需将待烧录电路板60中的待烧录IC芯片61取出，即可直接进行烧录，因此简化了人工操作，从而克服了传统烧录方法耗用工人的劳动成本较大的问题，提高了工厂的生产效率。
具体的，上述第一烧录管脚点和第二烧录管脚点的种类均包括主输出从输入(即MOSI)管脚点、主输入从输出(即MISO)管脚点、同步时钟(即SCK)管脚点、复位连接(即RST)管脚点、接地(即GND)管脚点。同时，第一烧录管脚点与相同种类的第二烧录管脚点通过探针连接，以便准确实现通过烧录主控模块50对待烧录电路板60进行烧录程序的功能。
例如，若待烧录电路板60为输入键盘PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly，印刷电路板装配)板，烧录主控模块50为51单片机，那么待烧录电路板60的各管脚点U1PIN6(MOSI)、U1PIN7(MISO)、U1PIN8(SCK)、U1PIN9(RST)、U1PIN20(GND)必须分别与51单片机的各管脚点PIN6(MOSI)、PIN7(MISO)、PIN8(SCK)、PIN9(RST)、PIN20(GND)通过探针一一对应连接。那么之后即可通过51单片机来对输入键盘PCBA板进行烧录。因此，本实施例提供的上述烧录方式快捷、简便，而且速度较快。
可以理解的是，待烧录电路板60与烧录主控模块50的连接方式不限于上述一种情况，只要保证烧录主控模块50能够通过探针对待烧录电路板60准确进行烧录即可。
具体的，如图2所示，上述升降组件包括升降机构21、压板22及安装于治具底箱10上的大夹手固定柱23。
其中，大夹手固定柱23用于支撑升降组件中的其他结构，且大夹手固定柱23垂直安装于治具表面板16上，并位于治具表面板16的一侧，以便在治具表面板16的其他位置安装载板30和探针组件。大夹手固定柱23例如可以通过内六角螺丝27固定于治具底箱10上。另外，升降组件还包括侧板26，该侧板26安装于治具表面板16上方，用于固定大夹手固定柱23。
压板22安装于升降机构21中能够移动的结构底部，且压板22位于载板30的上方。升降机构21用于带动压板22上下移动，且升降机构21中静止的结构安装于大夹手固定柱23上。同时升降机构21中能够移动的结构在垂直于载板30的方向上下移动，从而带动压板22向下按压载板30。本实施例中，升降机构21为大夹手升降机构，由于大夹手升降机构结构简单，故升降机构21在能够实现带动压板22上下移动的情况下还能够降低成本。可以理解的是，升降机构21也可采用其他类型能够升降的机构，只要成本低且能够带动压板22上下移动即可。
可以理解的是，升降组件的具体结构不限于上述升降机构21、压板22及大夹手固定柱23的一种情况，只要升降组件能够向下按压载板30即可。
另外，为了更容易实现向下按压载板30的功能，上述升降组件还设有压棒，且压棒连接于升降机构21和压板22之间。当然，升降组件不限于选用压棒的一种情况，只要升降组件便于实现向下按压载板30的功能即可。
具体的，如图1、图3所示，上述电路板烧录治具还包括两组导柱固定板24及导柱25，且这两组导柱固定板24及导柱25分别位于压板22靠近两侧边缘的位置。同时，导柱固定板24用于将导柱25固定于大夹手固定柱23上，而导柱25与压板22上下移动的方向平行。
两个导柱25分别穿过压板22的两端，其具体实现方式为：在压板22对应两个导柱25的位置处分别开设一个能够穿过导柱25的孔，导柱25即可穿过该孔，那么压板22在升降机构21的带动下即可沿导柱25上下移动。因此，上述两个导柱25相当于为压板22提供了滑动轨道，从而使得压板22在滑动过程中保持平衡，不会走形，进而达到准确按压载板30的功能。
可以理解的是，升降组件的具体结构不限于包括上述导柱固定板24及导柱25的一种情况，只要保证压板22在上下移动过程中保持平衡即可。
具体的，如图3、图4所示，上述探针组件还包括针板41。本实施例中，针板41与载板30通过弹丝定位针42连接，同时针板41通过固定螺丝80安装于治具表面板16上。同时，针板41设有用于放置探针的若干针套，且针套的位置与探针、载板30中的探针孔均为一一对应的关系。探针则固定于针套内，且探针的第一端穿过针套与烧录主控模块50电连接，探针的第二端外露于针套，从而便于在载板30被升降组件压下后，使得探针的第二端穿过载板30上的探针孔以接触相应的第一烧录管脚点。
可以理解的是，探针组件不限于上述一种情况，只要能够固定探针并使探针的第一端与烧录主控模块50电连接且探针的第二端在载板30被压下后穿过探针孔并接触到相应的第一烧录管脚点即可。
具体的，本实施例中的治具底箱10还包括治具框架15、治具前面板17、横面板18及治具底板19。其中，治具框架15，是治具底箱10的主要结构。治具前面板17，用于安装各种显示屏或开关按钮。横面板18，用于支撑治具架构。治具底板19，其内侧用于安装烧录主控模块50、电源等其他器件，同时治具底板19外侧还设有橡胶垫，用于加固治具底箱10。治具底箱10还设有合叶14，以便打开或关闭治具表面板16。
如图1、图2所示，上述电路板烧录治具还包括相连接的220V交流电源插座70和5VDC电源90。其中，220交流电源插座70用于接入220V交流电压。5VDC电源90，用于将220交流电源插座70接入的交流电(即220V交流电压)转换为直流电并向烧录主控模块50供电。
具体在本实施例中，如图5所示，5VDC电源90通过电源线缆连接烧录主控模块50。那么，5VDC电源90输出的直流电首先对烧录主控模块50供电。当探针接触到待烧录电路板60后，再通过探针对待烧录电路板60供电。因此当烧录主控模块50及待烧录电路板60均正常供电后，上述电路板烧录治具即可实现对待烧录电路板60进行烧录的功能。
当然，5VDC电源90的具体供电方式不限于上述一种情况，只要能够对烧录主控模块50及待烧录电路板60正常供电即可。
具体的，如图2所示，治具底箱10内部还设有底板定位柱11，且底板定位柱11用于固定治具底箱10内各结构。例如，治具底箱10可以通过底板定位柱11分别固定烧录主控模块50、220V交流电源插座70和5VDC电源90。因此，本实施例通过设置底板定位柱11使该电路板烧录治具在遇到撞击或其他机械外力的情况下仍能稳定运行。
可以理解的是，治具底箱10内部不限于设置底板定位柱11的一种情况，只要能够固定治具底箱10内各结构即可。
进一步的，如图2、图3所示，上述电路板烧录治具还包括支撑杆12及支撑杆锁座13。其中，支撑杆12安装于治具表面板16内侧，用于在打开治具表面板16时固定治具表面板16，从而便于维修。支撑杆锁座13用于固定支撑杆12。
可以理解的是，电路板烧录治具不限于设置支撑杆12及支撑杆锁座13的一种情况，只要在打开治具表面板16时能够固定治具表面板16即可。
另外，为了能够节约能源，本实施例在治具底箱10外侧还设置了电源开关按键，该电源开关按键用于控制上述电路板烧录治具正常供电或断电。例如电源开关按键连接220V交流电源插座70，从而控制220V交流电源插座70导通或断开与外部电源的连接电路，进而控制上述电路板烧录治具正常供电或断电。
综上所述，对于上述电路板烧录治具，若要对待烧录电路板60进行烧录，则先将待烧录电路板60置于载板30上，然后控制升降机构21带动压板22向下按压。当压板22接触到载板30后继续按压，这时载板30则向探针组件靠近，并直至探针组件中的探针穿过载板30中的探针孔并接触到待烧录电路板60的第一烧录管脚点。然后打开电源开关按键使电路板烧录治具通电，这时即可对待烧录电路板60进行烧录。因此，本实施例提供的电路板烧录治具对待烧录电路板60进行烧录时，待烧录电路板60中的待烧录IC芯片61无需取出，即可进行烧录，操作简易，减少了劳动强度，提高了工作效率，能够将生产线上的烧录方式进行优化整合，从而提高企业生产竞争力。
另外，本实施例还提供了一种电路板烧录系统，包括PC端和上述电路板烧录治具。同时，该电路板烧录治具还设有接口，且电路板烧录治具通过该接口与PC端通信。具体的，电路板烧录治具是通过内部的烧录主控模块50通过接口与PC端进行通信。其中，接口可以为有线接口也可为无线接口，只要能够使电路板烧录治具与PC端正常通信即可。
那么对于上述电路板烧录系统，若电路板烧录治具中的探针已经接触待烧录电路板60中的第一烧录管脚点，且电路板烧录治具与PC端建立连接后，在PC端由用户执行的烧录方法例如图6所示。
步骤S210、启动PC端烧录工具。
步骤S220、判断电路板烧录治具与PC端是否连接成功，若是则执行步骤S230，否则重新连接，并继续执行该步骤。
步骤S230、选择并加载烧录程序。
步骤S240、检验校验和是否正确。具体为：检验加载后的烧录程序的校验和是否与技术条件上的校验和相同、MAC地址(MediaAccessControl，物理地址)定位是否与产品烧写SOP(SmallOut-LinePackage小外形封装)相符，若是，则执行步骤S250。
步骤S250、读取待烧录IC芯片61的型号，并检测待烧录IC芯片61的型号是否正确，若正确，则执行步骤S260。
步骤S260、开始烧录，之后PC端即开始向电路板烧录治具传送烧录程序。
另外，本实施例还提供了一种电路板烧录方法，适用于上述电路板烧录治具中的烧录主控模块50，如图7所示，其执行步骤包括以下内容。
S310、接收PC端传来的烧录程序。
具体的，在该步骤中，若烧录主控模块50本身固有烧录程序(ISP)，在烧录主控模块50复位时，先运行一段ISP程序，并检测特定引脚状态，以判断是继续运行ISP，还是转去运行用户先前已经烧录好的程序。如果检测到用户需要烧录新数据时则继续运行ISP，并接收PC端发送来的烧录程序。
S320、擦除待烧录电路板60的内部程序。
该步骤在具体实现中，烧录主控模块50通过探针来控制待烧录电路板60中的待烧录IC芯片61擦除内部已存储的旧版程序。
S330、将烧录程序通过探针写入待烧录电路板60内。
该步骤中，烧录主控模块50同样是通过探针向待烧录电路板60内的待烧录IC芯片61发送烧录程序，从而完成烧录过程。
需要说明的是，上述PC端的测试软件及烧录主控模块50中执行的功能可以采用现有的烧录软件方法来执行。
综上所述，上述电路板烧录系统及烧录方法在采用了上述电路板烧录治具的基础上，又通过PC端的烧录工具来完成整个测试过程，提高了烧录过程的智能化，进一步提高了烧录效率，更有利于生产线的使用和规模扩大。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上各实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电路板烧录治具，其特征在于，包括治具底箱、升降组件、载板、探针组件及烧录主控模块；其中，所述升降组件安装于治具底箱上方并与治具底箱连接；所述治具底箱包括治具表面板，且所述载板、探针组件安装于治具表面板外侧，所述烧录主控模块安装于治具底箱内部；
所述升降组件用于向下按压载板；所述载板位于探针组件的上方并与探针组件弹性连接，且所述载板用于放置待烧录电路板并设有与待烧录电路板中各第一烧录管脚点对应的若干探针孔；所述探针组件包括若干探针；各所述探针的第一端与烧录主控模块的各第二烧录管脚点连接，所述探针的第二端用于在所述载板被压下后穿过探针孔，并接触与所述第二烧录管脚点信号相对应的第一烧录管脚点；所述烧录主控模块用于在第二烧录管脚点通过探针接触对应的第一烧录管脚点后向待烧录电路板传送烧录程序。
2.根据权利要求1所述的电路板烧录治具，其特征在于，所述第一烧录管脚点和第二烧录管脚点的种类均包括主输出从输入管脚点、主输入从输出管脚点、同步时钟管脚点、复位连接管脚点、接地管脚点；所述第一烧录管脚点与相同种类的第二烧录管脚点通过探针连接。
3.根据权利要求1所述的电路板烧录治具，其特征在于，所述升降组件包括升降机构、压板及安装于所述治具底箱上的大夹手固定柱；所述升降机构安装于大夹手固定柱上，并用于带动所述压板上下移动；所述压板安装于升降机构中能够移动的结构底部，且所述压板位于载板的上方。
4.根据权利要求3所述的电路板烧录治具，其特征在于，所述电路板烧录治具还包括两组导柱固定板及导柱；所述导柱固定板用于将导柱固定于所述大夹手固定柱上；所述两个导柱分别穿过压板的两端，且所述压板在升降机构的带动下沿导柱上下移动。
5.根据权利要求1所述的电路板烧录治具，其特征在于，所述升降机构为大夹手升降机构。
6.根据权利要求1所述的电路板烧录治具，其特征在于，所述探针组件还包括针板，且所述针板设有用于放置探针的若干针套。
7.根据权利要求1所述的电路板烧录治具，其特征在于，所述治具底箱内部还设有底板定位柱，且所述底板定位柱用于固定治具底箱内各结构。
8.根据权利要求1所述的电路板烧录治具，其特征在于，所述电路板烧录治具还包括支撑杆及支撑杆锁座；所述支撑杆安装于治具表面板内侧，用于在打开治具表面板时固定治具表面板；所述支撑杆锁座用于固定支撑杆。
9.一种电路板烧录系统，其特征在于，包括PC端和权利要求1至8中任一项权利要求所述的电路板烧录治具，且所述电路板烧录治具设有接口并通过所述接口与PC端通信。
10.一种电路板烧录方法，其特征在于，适用于权利要求9所述的电路板烧录系统中的烧录主控模块，包括：
接收PC端传来的烧录程序；
擦除待烧录电路板的内部程序；
将所述烧录程序通过探针写入待烧录电路板内。
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