PCB生产编程：电子制造中编程方法概述

IC编程：来自PCB工厂

图 1：QFP-100 封装的 ZIF IC 插座。

第一种方法（可能也是最简单的方法）是从制造商或零件分销商处对 IC 进行预编程。Mouser 和 Digi-Key 都提供低成本编程作为附加服务。通过对 IC 进行预编程，您可以免除装配厂的编程费用。它还消除了在电路板设计中包含编程连接器或封装的需要，从而实现更低的制造成本和更小的产品。

其工作原理是将 IC 放置在 ZIF（零插入力）插座内（参见图 1）。ZIF 插座连接到 IC 的适当程序和支持电路以使其发挥作用。然后对 IC 进行编程并重新封装以进行组装。

预编程的缺点是，如果存在固件错误或功能更改，并且您需要在生产中期推送更新，那么您就不走运，并且必须重新编程所有 IC。如果您选择移除任何类型的编程头，则需要对 PCB 进行返工，以移除带有错误代码的芯片。这是对组装电路板进行编程的最不灵活的选项。制造商或分销商通常会收取安装费以及每件费用。这种方法非常适合对引导加载程序进行编程，因为引导加载程序很少发生变化。

PCB编程：专用接头座

图 2：通过 ISP 对 Arduino Uno 进行编程。

专用编程头可能是对设备进行编程的最常见方法。这样可以轻松连接到程序，并允许最终用户轻松更改软件。这种方法的唯一缺点是连接器部件和该部件的组装成本增加。连接器通常是 PCB 上组装成本较高的部件之一，因此减少连接器通常对于任何类型的生产运行都是理想的选择。如果您的连接器没有键控，那么您还可能会遇到连接器向后插入的问题，从而导致编程和测试出现误报。属于此类的其他连接器是 USB 连接器。通过 USB 进行生产编程通常效果良好且可重复。

PCB编程：制造和测试夹具

图 3：PinHeck Pinball 系统的 Pogo Pin 测试夹具。

对于更高批量的运行，可以使用弹簧针设计编程夹具。这些是弹簧触点，用于在 PCB 之间建立电气连接。有了这些，您可以压入要编程的 PCB 上的触点。图 3 是 Pinheck Pinball 系统的编程和测试夹具。该夹具不仅可以编程，还可以测试 PCB 的所有各种功能。Pinheck Pinball PCB 位于支架上，并稍微压缩图 4 中的弹簧针。

编程夹具可以设置为一次对整个面板进行编程，这大大加快了生产和测试速度。

编程夹具的缺点是它们的开发和构建有时成本高昂。这导致它们仅用于中到大批量运行，以帮助分摊模具成本。

PCB编程：通用接头座

图 6：使用 Tag-Connect TC2030-MCP-NL 的 PicKit3 连接器。

另一种选择介于专用编程接头和弹簧针夹具之间。Tag-Connect 生产带有内置弹簧针的电缆。一端连接到特定程序，另一端压入 PCB 触点。其他公司也生产类似的设备，例如 Sparkfun 的 ISP Pogo 适配器。这种风格的编程接口非常适合中低容量，因为它不需要专用接头和构建昂贵的编程夹具。

图 7：Tag-Connect TC2030-MCP-NL 压入触点。

在接下来的几篇文章中，我将更详细地介绍每种方法从设计到实现的过程。