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Lua
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@summary exvib1扩展库
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@version 1.0
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@date 2025.09.07
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@author 孟伟
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@usage
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-- 应用场景
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此库适用于滚珠震动传感器BL_2529,主要目的是对振动中断进行过滤，识别有效震动
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对于一些震动传感器的中断管脚算法处理，也可以用做参考。
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实现的功能：
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1. GPIO 中断检测：通过 GPIO 引脚检测震动传感器产生的脉冲信号
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2. 双重消抖机制：
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- io中断消抖 gpio.debounce()
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3. 时间窗口检测：在指定时间窗口(time_window)内统计脉冲数量
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4. 阈值触发：当脉冲数超过设定阈值(pulse_threshold)时触发回调
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5. 脉冲超时机制：在检测状态下，如果超过pulse_timeout时间没有新的脉冲，则提前结束当前检测周期并判断是否触发回调
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状态机工作流程：
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- IDLE状态：等待第一个有效脉冲
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- DETECTING状态：进入检测窗口，统计脉冲数量
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- 触发条件：
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时间窗口结束
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脉冲空闲时间超过设定超时
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- 结果判断：脉冲数≥阈值则调用用户回调
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-- 用法实例
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本扩展库对外提供了以下2个接口：
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1）启动震动检测功能 exvib1.open(opts)
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2）停止震动检测功能 exvib1.close()
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--加载exvib1扩展库
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local exvib1= require "exvib1"
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-- 震动事件回调
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local function vibration_cb(pulse_cnt)
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log.info("VIB", "detected! pulses =", pulse_cnt)
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end
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--演示最简单的使用方法，都使用默认配置
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exvib1.open({
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gpio_pin = 24,
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on_event = vibration_cb,
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})
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以下为exvib1扩展库两个函数的详细说明及代码实现：
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]]
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local exvib1 = {}
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-- 默认配置
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local cfg = {
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gpio_pin = nil, -- 传感器中断所接 GPIO
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pull = gpio.PULLUP,
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trigger = gpio.RISING,
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debounce_irq = 100, -- gpio消抖时间，gpio.debounce 时间(ms)
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time_window = 1000, -- 检测窗口(ms)
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pulse_threshold = 3, -- 触发阈值
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pulse_timeout = 200, -- 脉冲超时(ms)
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poll_interval = 10, -- 状态机轮询(ms)
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on_event = nil, -- 用户回调
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}
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-- 内部状态
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local st = {
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pulse_cnt = 0,
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last_valid = 0,
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detect_t0 = 0,
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state = "IDLE",
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}
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-- 重置内部状态，将状态机置为空闲状态并清零脉冲计数
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local function reset()
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st.state = "IDLE"
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st.pulse_cnt = 0
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end
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-- GPIO 中断处理函数，用于处理传感器的脉冲信号
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local function isr()
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local now = mcu.ticks()
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st.pulse_cnt = st.pulse_cnt + 1
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st.last_valid = now
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-- 如果当前状态为空闲状态
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if st.state == "IDLE" then
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-- 切换到检测状态
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st.state = "DETECTING"
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-- 记录检测开始时间
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st.detect_t0 = now
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end
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||
end
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-- 状态机处理函数，用于检测是否满足震动触发条件
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local function fsm()
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-- 如果当前状态不是检测状态，则直接返回
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if st.state ~= "DETECTING" then return end
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local now = mcu.ticks()
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-- 处理时间戳溢出情况
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if now < st.detect_t0 or now < st.last_valid then
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st.detect_t0 = 0
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st.last_valid = 0
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return -- 等待下次调用重新判断
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||
end
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-- 计算从检测开始到现在经过的时间
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local elapsed = now - st.detect_t0
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-- 判断是否脉冲空闲时间过长
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local idle_too_long = (now - st.last_valid) >= cfg.pulse_timeout
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||
-- 当检测窗口结束或者脉冲空闲时间过长时
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if elapsed >= cfg.time_window or idle_too_long then
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||
-- 检查脉冲计数是否达到触发阈值，并且用户回调函数存在
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||
if st.pulse_cnt >= cfg.pulse_threshold and st.on_event then
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||
-- 调用用户回调函数并传入脉冲计数值
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st.on_event(st.pulse_cnt)
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end
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-- 重置内部状态
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reset()
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||
end
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end
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--[[
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启动震动检测功能
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@api exvib1.open(opts)
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@table opts 配置参数表，用于自定义震动检测功能的各项属性。
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@return nil 无返回值
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@usage
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-- 配置参数介绍
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--local otps = {
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-- gpio_pin --"传感器中断所接 GPIO 引脚号，默认值为 nil",
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-- pull --"上拉/下拉模式，可选 gpio.PULLUP 或 gpio.PULLDOWN，默认值为 gpio.PULLUP",
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-- trigger --"触发方式，可选 gpio.RISING 或 gpio.FALLING，默认值为 gpio.RISING",
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||
-- debounce_irq --"GPIO 消抖时间，单位为毫秒，默认值为 100",
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-- time_window --"检测窗口时间，单位为毫秒，默认值为 1000",
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||
-- pulse_threshold --"触发阈值，即连续脉冲次数，默认值为 3",
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||
-- pulse_timeout --"脉冲超时时间，单位为毫秒，默认值为 200",
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||
-- poll_interval --"状态机轮询时间，单位为毫秒，默认值为 10",
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||
-- on_event --"用户回调函数，用于处理检测到的震动事件，默认值为 nil",
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--}
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-- 震动事件回调
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local function vibration_cb(pulse_cnt)
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||
log.info("VIB", "detected! pulses =", pulse_cnt)
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||
end
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exvib1.open({
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||
gpio_pin = 24,
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||
on_event = vibration_cb,
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||
})
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--不同场景下的参数配置可参考下面的示例
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--高灵敏度，响应快，误触可能高
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exvib1.open({
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gpio_pin = 24,
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on_event = vibration_cb,
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||
time_window = 300, -- 检测窗口(ms)
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||
pulse_threshold = 1, -- 触发阈值
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||
pulse_timeout = 100, -- 脉冲超时(ms)
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||
})
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||
--默认配置，较高灵敏度
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||
exvib1.open({
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||
gpio_pin = 24,
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||
on_event = vibration_cb,
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||
time_window = 1000, -- 检测窗口(ms)
|
||
pulse_threshold = 3, -- 触发阈值
|
||
pulse_timeout = 200, -- 脉冲超时(ms)
|
||
})
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||
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||
--中等灵敏度，
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||
exvib1.open({
|
||
gpio_pin = 24,
|
||
on_event = vibration_cb,
|
||
time_window = 2000, -- 检测窗口(ms)
|
||
pulse_threshold = 3, -- 触发阈值
|
||
pulse_timeout = 300, -- 脉冲超时(ms)
|
||
})
|
||
--低灵敏度，减少误报
|
||
exvib1.open({
|
||
gpio_pin = 24,
|
||
on_event = vibration_cb,
|
||
time_window = 3000, -- 检测窗口(ms)
|
||
pulse_threshold = 10, -- 触发阈值
|
||
pulse_timeout = 500, -- 脉冲超时(ms)
|
||
})
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]]
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-- 启动震动检测功能
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function exvib1.open(opts)
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-- 如果没有传入配置参数，则使用空表
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opts = opts or {}
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-- 用传入的配置参数更新默认配置
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for k, v in pairs(opts) do cfg[k] = v end
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-- 更新用户回调函数，如果传入了新的回调则使用新的，否则保持原有回调
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st.on_event = opts.on_event or st.on_event
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-- 配置 GPIO 消抖时间，设置中断处理函数、上拉模式和触发方式
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gpio.debounce(cfg.gpio_pin, cfg.debounce_irq)
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gpio.setup(cfg.gpio_pin, isr, cfg.pull, cfg.trigger)
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-- 启动定时器循环调用状态机处理函数
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sys.timerLoopStart(fsm, cfg.poll_interval)
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||
log.info("Vibration", "start on gpio", cfg.gpio_pin)
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||
end
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--[[
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关闭震动检测功能
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@api exvib1.close()
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@return nil 无返回值
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@usage
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exvib1.close() --关闭震动检测功能
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||
--]]
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||
function exvib1.close()
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||
-- 关闭 GPIO 引脚
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||
gpio.close(cfg.gpio_pin)
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||
-- 停止定时器
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||
sys.timerStop(fsm)
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||
reset()
|
||
end
|
||
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||
return exvib1
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