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《手把手教你学STM32》 SD卡实验（SDIO方式）适用平台 STM32 开发板（正点原子） ddddd Mini板不适用！！！淘宝店铺：技术论坛:

本视频重点参考资料参考资料： 1，战舰/精英STM32F1开发板《STM32F1开发指南-库函数版本》 SD卡实验 2，探索者STM32F4开发板《STM32F4开发指南-库函数版本》 SD卡实验 3，SDIO参考资料《STM32中文参考手册_V10》-第20章 SDIO接口(SDIO) 《STM32F4xx中文参考手册》-第28章安全数字输入/输出接口(SDIO) 4，SD卡参考资料：光盘：硬件资料SD卡资料 SD卡V2.0协议 SD卡2.0协议.pdf 淘宝店铺：技术论坛:

目录 SDIO简介 1 SD卡简介 2 硬件连接 3 源码讲解&例程测试 4 淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-什么是SDIO接口？ SDIO，全称： Secure Digital Input and Output ，即安全数字输入输出接口。它是在SD卡接口的基础上发展而来，它可以兼容之前的SD卡，并可以连接SDIO接口设备，比如：蓝牙、WIFI、照相机等。 SDIO和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准。低速卡的目标应用是以最小的硬件开支支持低速I/ O能力。低速卡支持类似调制解调器、条码扫描仪和GPS接收器等应用。 STM32的SDIO控制器支持多媒体卡（MMC卡）、SD存储卡、SD I/O卡和CE-ATA设备。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO接口特点 STM32 SDIO接口特点包括： ①与多媒体卡系统规格书版本4.2全兼容。支持三种不同的数据总线模式：1位(默认)、4位和8位。 ②与较早的多媒体卡系统规格版本全兼容(向前兼容)。 ③与SD存储卡规格版本2.0全兼容。 ④与SD I/O卡规格版本2.0全兼容：支持两种不同的数据总线模式：1位(默认)和4位。 ⑤完全支持CE-ATA功能(与CE-ATA数字协议版本1.1全兼容)。 8位总线模式下数据传输速率可达48MHz。 ⑥数据和命令输出使能信号，用于控制外部双向驱动器。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO框图复位后SDIO_D0用于数据传输。初始化后主机可以改变数据总线的宽度（通过ACMD6命令设置）。如果一个多媒体卡接到了总线上，则SDIO_D0、SDIO_D[3:0]或SDIO_D[7:0]可以用于数据传输。 MMC版本V3.31和之前版本的协议只支持1位数据线，所以只能用SDIO_D0（为了通用性考虑，在程序里面我们只要检测到是MMC卡就设置为1位总线数据）。 STM32F103 STM32F407 淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO时钟淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 技术论坛:www.openedv.com
卡时钟（SDIO_CK）：每个时钟周期在命令和数据线上传输1位命令或数据。对于SD或SD I/O卡，时钟频率可以在0MHz至25MHz间变化。 SDIO适配器时钟（SDIOCLK）：该时钟用于驱动SDIO适配器，可用于产生SDIO_CK时钟。对F1来说，SDIOCLK来自HCLK(72Mhz)；对F4来说，SDIOCLK来自PLL48CK(48Mhz)。 F1：AHB总线接口时钟（HCLK/2）：该时钟用于驱动SDIO的AHB总线接口，其频率为HCLK/2=36Mhz。 F4：APB2总线接口时钟（PCLK2）：该时钟用于驱动SDIO的APB2总线接口，其频率为PCLK2=84Mhz。 SDIO_CK计算公式：SDIO_CK=SDIOCLK/(2+CLKDIV) 注意：在SD卡初始化时，SDIO_CK不可以超过400Khz，初始化完成后，可以设置为最大频率（但不可以超过SD卡最大操作频率）。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO命令与响应 SDIO的命令分为：应用相关命令(ACMD)和通用命令(CMD)两部分。发送ACMD时，需先发送CMD55。 SDIO所有的命令和响应都是在SDIO_CMD引脚上面传输的，命令长度固定为48位，SDIO命令格式如下表所示：其中：除了命令索引和参数需要我们设置，其他都是由SDIO硬件自动控制。命令索引（如CMD0，CMD1之类）由SDIO_CMD寄存器设置，命令参数则由SDIO_ARG寄存器设置。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO命令与响应一般SD卡在接收到命令行，都会有一个应答（CMD0例外），这个应答我们也称之为响应。STM32的SDIO接口，支持2种响应类型：短响应(48位)和长响应(136位)。 STM32 SDIO短响应（48位）格式如下表所示：淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO命令与响应 STM32 SDIO长响应（136位）格式如下表所示：不论是短响应还是长响应，硬件都会自动滤除了起始位、传输位、CRC7以及结束位等信息，对于短响应，命令索引存放在SDIO_RESPCMD寄存器，参数则存放在SDIO_RESP1寄存器里面。对于长响应，则仅留CID/CSD位域，存放在SDIO_RESP1~SDIO_RESP4等4个寄存器。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO命令与响应 SD卡总共有6类响应（R1、R1b、R2、R3、R6、R7），我们这里以R1为例简单介绍一下。R1（普通响应命令）响应属于短响应，其长度为48位，如下表所示：在收到R1响应后，我们可以从SDIO_RESPCMD寄存器和SDIO_RESP1寄存器分别读出命令索引和卡状态信息。关于其他响应的介绍，请大家参考光盘:《SD卡2.0协议.pdf》或《STM32中文参考手册》SDIO章节。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO块数据传输 SDIO与SD卡通信一般以数据块的形式进行传输，SDIO(多)数据块读操作，如下图所示：从机在收到主机相关命令后，开始发送数据块给主机，所有数据块都带CRC校验（由硬件自动处理），单个数据块读的时候，在收到1个数据块以后即可以停止了，不需要发送停止命令（CMD12）。但是多块数据读的时候，SD卡将一直发送数据给主机，直到接到主机发送的STOP命令（CMD12）。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO块数据传输 SDIO(多)数据块写操作，如下图所示：数据块写操作同数据块读操作基本类似，只是数据块写的时候，多了一个繁忙判断，新的数据块必须在SD卡非繁忙的时候发送。这里的繁忙信号由SD卡拉低SDIO_D0，以表示繁忙，SDIO硬件自动控制，不需要我们软件处理。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO电源控制寄存器（SDIO_POWER）该寄存器只有最低2位(PWRCTRL[1:0])有效，其他都是保留位，STM32复位以后，PWRCTRL=00，处于掉电状态。所以，我们首先要给SDIO上电，设置这两个位为：11。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO时钟控制寄存器（SDIO_CLKCR）注意：当SDIO_CK频率过快时，可能导致SD卡通信失败，此时，建议降低SDIO_CK试试。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO参数寄存器（SDIO_ARG）该寄存器用于存储命令参数。注意：参数必须先于命令写入。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO命令寄存器（SDIO_CMD）低6位为命令索引，即要发送的命令索引号（如发送CMD1，其值为1，索引就设置为1）。位[7:6]，用于设置等待响应位，用于指示CPSM是否需要等待，以及等待类型等。CPSM：即命令通道状态机，请参考《STM32中文参考手册》相关章节。命令通道状态机我们一般都是开启的，所以位10要设置为1。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO命令响应寄存器（SDIO_RESPCMD）该寄存器只有低6位有效，比较简单，用于存储最后收到的命令响应中的命令索引。如果传输的命令响应不包含命令索引，则该寄存器的内容不可预知。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO命令响应1~4寄存器（SDIO_RESPx，x=1~4）命令响应寄存器组，总共包含4个32位寄存器组成，用于存放接收到的卡响应部分的信息。如果收到短响应，则数据存放在SDIO_RESP1寄存器里面，其他三个寄存器没有用到。而如果收到长响应，则依次存放在SDIO_RESP1~ SDIO_RESP4里面淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO数据定时器寄存器（SDIO_DTIMER）该寄存器用于存储以卡总线时钟（SDIO_CK）为周期的数据超时时间，一个计数器将从SDIO_DTIMER寄存器加载数值，并在数据通道状态机(DPSM)进入Wait_R或繁忙状态时进行递减计数，当DPSM处在这些状态时，如果计数器减为0，则设置超时标志。DPSM：即数据通道状态机，类似CPSM，详见《STM32中文参考手册》相关章节。注意：在写入数据控制寄存器（SDIO_DCTRL），进行数据传输之前，须先写入该寄存器（SDIO_DTIMER）和数据长度寄存器（SDIO_DLEN）！淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO数据长度寄存器（SDIO_DLEN）该寄存器低25位有效，用于设置需要传输的数据字节长度。对于块数据传输，该寄存器的数值，必须是数据块长度（通过SDIO_DCTRL设置）的倍数。即：假定数据块大小为512字节，那么SDIO_DLEN的设置，必须是512的整数倍，最大可以设置读取65535个数据块。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO数据控制寄存器（SDIO_DCTRL）该寄存器，用于控制数据通道状态机(DPSM)，包括数据传输使能、传输方向、传输模式、DMA使能、数据块长度等信息的设置。我们需要根据自己的实际情况，来配置该寄存器，才可正常实现数据收发。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO状态寄存器（SDIO_STA）另外，SDIO的清除中断寄存器(SDIO_ICR)和中断屏蔽寄存器(SDIO_MASK)，这两个寄存器和状态寄存器(SDIO_STA)每个位的定义都相同，只是功能各有不同。请参考着学习。状态寄存器可以用来查询SDIO控制器的当前状态，以便处理各种事务。比如SDIO_STA的位2表示命令响应超时，说明SDIO的命令响应出了问题。我们通过设置SDIO_ICR的位2则可以清除这个超时标志。淘宝店铺：技术论坛:

1、SDIO简介-SDIO寄存器 SDIO数据FIFO寄存器（SDIO_FIFO）
数据FIFO寄存器包括接收和发送FIFO，他们由一组连续的32个地址上的32个寄存器组成，CPU可以使用FIFO读写多个操作数。例如我们要从SD卡读数据，就必须读SDIO_FIFO寄存器，要写数据到SD卡，则要写SDIO_FIFO寄存器。SDIO将这32个地址分为16个一组，发送接收各占一半。而我们每次读写的时候，最多就是读取接收FIFO或写入发送FIFO的一半大小的数据，也就是8个字（32个字节）。注意：操作SDIO_FIFO必须是以4字节对齐的内存操作，否则可能出错！淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-什么是SD卡？ SD卡（Secure Digital Memory Card）即：安全数码卡，它是在MMC的基础上发展而来，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。 SD卡按容量分类，可以分为3类：SD卡、SDHC卡、SDXC卡，如下表所示：容量命名简称 0~2G Standard Capacity SD Memory Card SDSC或SD 2G~32G High Capacity SD Memory Card SDHC 32G~2T Extended Capacity SD Memory Card SDXC 淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-什么是SD卡？ SD卡外形和接口图如下图所示： SD卡由9个引脚与外部通信，支持SPI和SDIO两种模式，不同模式下，SD卡引脚功能描述如下表所示：淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡特点 ①高容量，最大可达2TB（目前已有512GB的SD卡）。 ②高安全性。 ③高速，目前已有读取速度近100MB/S的SD卡。 ④体积小巧，标准SD卡大小只有一张邮票大小，重量仅2g。 ⑤接口简单，支持SPI和SDIO两种访问模式。注意：TF卡+卡套，组合起来也可以当SD卡用，不过，很大一部分TF卡，不支持SPI访问模式。所以，SPI驱动SD卡的时候，尽量选择大卡(SD卡)，而不要选择TF卡。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡寄存器 SD卡一般有5个寄存器，如下表：
名称宽度(bit) 描述 CID 128 卡标识寄存器，提供制造商ID、OEM/应用ID、产品名称、版本、序列号、制造日期等信息。 RCA 16 相对卡地址（Relative card address）寄存器，提供本地系统中卡的地址，可动态变化，在主机初始化的时候确定。注意：仅SDIO模式下有，SPI模式下无RCA。 CSD 卡描述数据寄存器，提供SD卡操作条件相关信息和数据 SCR 64 SD配置寄存器，提供SD卡一些特定的数据。 OCR 32 操作条件寄存器，主要是SD卡的操作电压等信息。这些寄存器的详细介绍，请参考《SD卡2.0协议.pdf》第五章，接下来我们介绍SDIO模式如何驱动SD卡淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡初始化 SD卡初始化流程图：要实现SDIO驱动SD卡，最重要的步骤就是SD卡的初始化，只要SD卡初始化完成了，那么剩下的（读写操作）就简单了，所以我们这里重点介绍SD卡的初始化。右图参见《SD卡2.0协议.pdf》这个文档。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡初始化从SD卡初始化流程可知，不管什么卡（这里我们将卡分为4类：SD2.0高容量卡（SDHC，最大32G），SD2.0标准容量卡（SDSC，最大2G），SD1.x卡和MMC卡），首先我们要执行的是卡上电（设置SDIO_POWER [1:0]=11），上电后发送CMD0，对卡进行软复位，之后发送CMD8命令，用于区分SD卡2.0，只有2.0及以后的卡才支持CMD8命令，MMC卡和V1.x的卡，是不支持该命令的。 CMD8命令格式如下表：在发送CMD8的时候，通过其带的参数我们可以设置VHS位，以告诉SD卡，主机的供电情况，让SD卡知道主机的供电范围。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡初始化 VHS位定义如下表所示：这里我们使用参数0X1AA，即告诉SD卡，主机供电为2.7~3.6V之间，如果SD卡支持CMD8，且支持该电压范围，则会通过CMD8的响应（R7，关于SD卡响应，请参考《SD卡2.0协议.pdf》第4.9节）将参数部分原本返回给主机，如果不支持CMD8，或者不支持这个电压范围，则不响应。在发送CMD8后，发送ACMD41（注意：发送ACMD41之前，要先发送CMD55），来进一步确认卡的操作电压范围，并通过HCS位来告诉SD卡，主机是不是支持高容量卡（SDHC）。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡初始化 ACMD41命令格式如下表所示： ACMD41指令响应(R3)，包含了SD卡OCR寄存器内容，其定义如右表所示：对于支持CMD8的卡，主机设置ACMD41的参数HCS=1，告诉SD卡，主机支持SDHC卡。对2.0的卡，OCR的CCS位用于表示SDHC还是SDSC；对1.x的卡，则忽略该位；对MMC卡，则不支持ACMD41，MMC卡只需要发送：CMD0和CMD1即可完成初始化。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡初始化 CMD2用于获取CID寄存器数据，CID寄存器各位定义如下表： SD卡在收到CMD2后，将返回R2长响应（136位），其中包含128位有效数据（CID寄存器内容），存放在SDIO_RESP1~4等4个寄存器里面。通过读取这四个寄存器，就可以获得SD卡的CID信息。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡初始化 CMD3，用于设置卡相对地址（RCA，必须为非0），对于SD卡（非MMC卡），在收到CMD3后，将返回一个新的RCA给主机，方便主机寻址。RCA的存在允许一个SDIO接口挂多个SD卡，通过RCA来区分主机要操作的是哪个卡。对于MMC卡，则不是由SD卡自动返回RCA，而是主机主动设置MMC卡的RCA，即通过CMD3带参数（高16位用于RCA设置），实现RCA设置。同样MMC卡也支持一个SDIO接口挂多个MMC卡，不同于SD卡的是所有的RCA都是由主机主动设置的，而SD卡的RCA则是SD卡发给主机的。在获得卡RCA之后，我们便可以发送CMD9（带RCA参数），获得SD卡的CSD寄存器内容，从CSD寄存器，我们可以得到SD卡的容量和扇区大小等十分重要的信息。CSD寄存器我们在这里就不详细介绍了，关于CSD寄存器的详细介绍，请大家参考《SD卡2.0协议.pdf》。至此，我们的SD卡初始化基本就结束了，最后通过CMD7命令，选中我们要操作的SD卡，即可开始对SD卡的读写操作了。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡读数据 SD卡单块数据块读取流程发送CMD16指令，设置数据块大小等待CMD16响应(R1) 注意：CMD16设置的数据块大小，一般为512字节，此设置直接决定SD卡的块大小，SD卡默认的块大小自动失效。发送CMD17指令，开始读数据块等待CMD17响应(R1) 读一个数据块的数据，完成单块读取淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡读数据 SD卡多块数据块读取流程发送CMD16指令,设置数据块大小结束多块数据块读取等待CMD16响应(R1) 等待CMD12响应(R1) 发送CMD18指令,开始读数据块发送CMD12指令,结束数据块读取等待CMD18响应(R1) ……读取第N个数据块的数据读第一个数据块的数据读第二个数据块的数据淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡读数据 CMD16指令说明命令编号参数响应缩写说明 CMD16 [31:0]块长度(单位：字节) R1 SET_BLOCKLEN 该指令设置SD卡的块大小(字节)，该指令设置后，后续所有的块操作指令(读/写)，都是以该指令设置的块大小为基准的。注意：对高容量SD卡，块大小固定为512字节，不受此指令影响。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡读数据 CMD17指令说明命令编号参数响应缩写说明 CMD17 [31:0]数据地址（单位：字节（SDSC）、512字节（SDHC）） R1 READ_SINGLE_BLOCK 该指令用于读取SD卡一个块的数据。该指令带一个参数，表示要读取的数据块首地址。块大小由CMD16设置。注意：对高容量SD卡，块大小固定为512字节。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡读数据 CMD18指令说明命令编号参数响应缩写说明 CMD18 [31:0]数据地址（单位：字节（SDSC）、512字节（SDHC）） R1 READ_MULTIPLE_BLOCK 连续读取SD卡多数据块数据，直到主机发送CMD12指令。该指令带一个参数，表示要读取的数据块首地址。块大小由CMD16设置。注意：对高容量SD卡，块大小固定为512字节。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡读数据 CMD12指令说明命令编号参数响应缩写说明 CMD12 [31:0]无效 R1b STOP_TRANSMISSION 强制结束当前SD的数据传输。用于多块数据读写时，结束传输用。注意：该指令对SD卡多块读指令和多块写指令都有效！淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡写数据 SD卡单块数据块写入流程发送CMD16指令，设置数据块大小此处省略了等待指令响应的步骤发送CMD13指令，查询卡状态等待READY_FOR_DATA位=1 发送CMD24指令，开始写入数据写一个数据块的数据，完成单块写入淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡写数据 SD卡多块数据块写入流程
该指令仅对SD卡有效。另外，在ACMD指令发送之前，需先发送CMD55 SD卡多块数据块写入流程发送CMD16指令,设置数据块大小完成多数据块写入发送ACMD23指令,预擦除数据块等待SD卡写入过程结束发送CMD25指令,开始写数据块发送CMD13指令,查询卡状态写入第一个数据块的数据发送CMD12指令,结束数据块写入写入第二个数据块的数据 ……写入第N个数据块的数据淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡写数据 CMD13指令说明
命令编号参数响应缩写说明 CMD13 [31:16]RCA [15:0]无效 R1 SEND_STATUS 被选中的卡返回其状态。目标SD卡通过参数RCA来选则。 R1响应： SD卡状态，请参考《SD卡2.0协议.pdf》第63页-Table 4-35 淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡写数据 CMD24指令说明命令编号参数响应缩写说明 CMD24 [31:0]数据地址（单位：字节（SDSC）、512字节（SDHC）） R1 WRITE_BLOCK 该指令用于写入SD卡一个块的数据。该指令带一个参数，表示要写入的数据块首地址。块大小由CMD16设置。注意：对高容量SD卡，块大小固定为512字节。淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡写数据 ACMD23指令说明
命令编号参数响应缩写说明 ACMD23 [31:23]无效[22:0]数据块个数 R1 SET_WR_BLK_ERASE_COUNT 设置需要预擦除的数据块个数，以提高SD卡多数据块写入性能(速度)。注意：发送ACMD之前，必须先发送CMD55，通知SD卡，接下来要发送的是应用命令（APP CMD），而非标准命令淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡写数据 CMD55指令说明命令编号参数响应缩写说明 CMD55 [31:16]RCA [15:0]无效 R1 APP_CMD 该指令通知SD卡，接下来要发送的是应用命令(APP CMD)。目标SD卡通过参数RCA来选则。注意：所有APP CMD(ACMD)发送之前，都应该先发送CMD55！！淘宝店铺：技术论坛:

2、SD卡简介-SD卡写数据 CMD25指令说明命令编号参数响应缩写说明 CMD25 [31:0]数据地址（单位：字节（SDSC）、512字节（SDHC）） R1 WRITE_MULTIPLE_BLOCK 连续写入SD卡多数据块数据，直到主机发送CMD12指令。该指令带一个参数，表示要写入的数据块首地址。块大小由CMD16设置。注意：对高容量SD卡，块大小固定为512字节。淘宝店铺：技术论坛:

3、硬件连接-战舰 V3 STM32F1开发板战舰V3 STM32F103开发板，通过底面的SD卡接口与SD卡连接，硬件连接原理图如下：淘宝店铺：技术论坛:

3、硬件连接-精英STM32F1开发板精英STM32F103开发板，通过底面的SD卡接口与SD卡连接，硬件连接原理图如下：淘宝店铺：技术论坛:

3、硬件连接-探索者STM32F4开发板探索者STM32F407开发板，通过底面的SD卡接口与SD卡连接，硬件连接原理图如下：淘宝店铺：技术论坛:

4、源码讲解&例程测试-SD卡驱动代码 SD_Init函数讲解 SD_ReadDisk函数讲解 SD_WriteDisk函数讲解淘宝店铺：技术论坛:

4、源码讲解&例程测试-main函数 ALIENTEK各开发板（F1/F4），本例程main函数都大同小异，代码几乎一模一样。重点以战舰V3 本例程的main函数为例讲解，其他开发板参考着看即可。淘宝店铺：技术论坛:

4、源码讲解&例程测试-例程测试例程测试淘宝店铺：技术论坛:

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