USB LIN Converter

USB LIN Converter (uLC)

开源 USB ↔ LIN 总线适配器。支持 LIN 2.1 主节点、从节点或监控模式。兼容 SLCAN 的虚拟 COM 端口——无需专有驱动，即可在 Windows、Linux 和 macOS 上使用。

USB LIN Converter (uLC) 是一款小巧的开源 USB 适配器（STM32F042C6，约 31 × 18 mm），可让 PC 充当 LIN 总线主节点、从节点或被动监控器。它会枚举为 USB CDC 虚拟 COM 端口，并使用 SLCAN 风格的 ASCII 协议，因此可通过 slcand 接入 Linux SocketCAN，并兼容 can-utils 的部分工具。

商用汽车 LIN 分析仪通常售价数百至数千欧元。这款产品在 Tindie 上售价约 $27。

LIN 协议实现基于 openLIN。

---

功能

• 支持 LIN 2.1
• 监控模式——完整帧接收及单帧发送
• 主节点模式——最多 15 个计划帧时隙
• 从节点模式——最多 15 个用于模拟从节点的计划帧时隙
• 可选 9600 / 19200 波特率
• LIN 与 USB / PC 侧之间光隔离
• 软件控制的终端电阻
• 外部 4.5 - 28 V 电源为 LIN 收发器供电
• 设备尺寸 31 × 18 mm（不含 USB 接口）
• 用于固件更新的 USB DFU 引导加载程序
• 无需专有驱动——支持 Linux / macOS / Windows
• 提供 MCP 服务，让 AI Agent 能够嗅探和逆向分析 LIN 总线（见下文）

---

购买渠道

渠道	地区	链接
Tindie	全球	https://www.tindie.com/products/lll7/usb-lin-converter/
Lectronz	欧盟	https://lectronz.com/stores/ucandevices
Elty	波兰 / 欧盟	https://elty.pl/
Kamami	波兰 / 欧盟	https://kamami.pl/

---

快速开始

1. 将设备插入 USB 端口。它会枚举为虚拟 COM 端口（Windows 上为 COM3，Linux 上为 /dev/ttyACM0，macOS 上为 /dev/cu.usbmodem*）。
2. 在 Windows 上，安装 ST Virtual COM Port driver。Linux 和 macOS 无需驱动。
3. 以任意波特率打开端口（USB CDC 会忽略波特率）。行尾必须为 CR（0x0D）。
4. 通过外部电源引脚为 LIN 侧提供 4.5 - 28 V 电源。
5. 发送 S0 选择 19200 波特率，然后发送 l 进入监控模式。总线通信数据将开始显示。

Linux SocketCAN 桥接

sudo slcand -o -s8 -t hw -S 921600 /dev/ttyACM0 slcan0
sudo ip link set slcan0 up
candump slcan0

Python (pyserial) 嗅探代码片段

import serial
ser = serial.Serial('/dev/ttyACM0', timeout=1)
ser.write(b'S0\r')   # 19200 baud
ser.write(b'l\r')    # monitor mode
while True:
    line = ser.readline()
    if line:
        print(line.decode(errors='replace').strip())

python_lib/ 中提供了更高级的 Python 库（包名为 ucanlintools）。

AI Agent（MCP 服务）

python_lib/ucanlintools/mcp_server.py 是一个 MCP 服务，可让 AI Agent 监听并逆向分析 LIN 总线：捕获流量及各 ID 的周期和变化位，在按下按钮时记录每项数据变化，自动查找总线速率和校验和类型，并通过 LDF 文件解码或编码信号。默认情况下它是只读的；发送帧以及充当主站或从站需要使用 --allow-transmit。

uvx ucan-lin-mcp --mock             # from PyPI, no install step (Python 3.10+)
# or from this repo: pip install -e "python_lib[mcp]" && ucanlin-mcp --mock

可将其注册为任意 MCP 客户端的 stdio 服务：

{
  "mcpServers": {
    "lin": {"command": "uvx", "args": ["ucan-lin-mcp", "--port", "COM3"]}
  }
}

--mock 会运行模拟总线。mcp_package/ 是 ucan-lin-mcp 启动器包，而 server.json 是其 MCP Registry 条目。

工具：device_info、monitor_bus、detect_bus、load_ldf、decode_frame、encode_frame；使用 --allow-transmit 时，还可使用 send_frame、run_master、run_slave。

---

ASCII 命令参考

所有命令均以 CR（0x0D）作为 ASCII 终止符。错误返回 0x07（BEL）。

命令	说明
O	以主站模式打开
L	以从站模式打开
l	以监视模式打开
C	关闭 LIN 端口
Sx	波特率：S2 = 9600，其他值 = 19200
V / v / N	查询硬件版本 / 固件版本 / 序列号
tiiildd...	发送完整报头和数据帧（ID、长度、数据）
r0iil	仅请求报头（由从站应答）
r1ff0	主站模式：开始发送调度表中的帧
r2ff0	清除调度表
r31 / r30	设置所有帧的校验和：r31 为经典校验和（LIN 1.x），r30 为增强校验和（LIN 2.x，默认）。诊断帧 0x3C/0x3D 始终使用经典校验和。回复 Z。断电前持续生效；t31/t30 也可使用。
t04bbbb	自定义 LIN 波特率，bbbb = 4 位十六进制数（例如，t0428B1 = 10417 波特）。添加帧前发送。回复 Z。
T0iipptt0ldd... / R0iipptt0l	指定周期 pp 和响应等待时间 tt（毫秒，十六进制）的帧，例如 T00A643001A5

完整命令参考和示例：https://ucandevices.github.io/ulc.html

---

仓库结构

目录	内容
embedded/	STM32F042C6 固件源代码（STM32CubeMX 项目 LUCEmbedded.ioc，以及位于 embedded/TrueSTUDIO/ 下的 Atollic TrueSTUDIO 项目）。USB 层使用 STM32CubeMX 生成。
pcb/	LIN_USB_CONVERTER 板的开放硬件 KiCad 项目、Gerber 文件和一键式 BOM。
python_lib/	ucanlintools Python 包，包含高级主站 / 从站 / 监视辅助工具和示例。
doc/	LIN 2.2A 规范、MCU 数据手册、LIN 收发器数据手册及配套文档。

---

构建

源代码为纯 C。将 embedded/TrueSTUDIO/LUCEmbedded 中的 Eclipse 项目导入 STM32CubeIDE（已在 1.19 版本上测试），并构建 Debug 配置；生成的映像文件为 Debug/LUCEmbedded.bin。openLIN 协议栈位于 embedded/Src 中（open_lin_*.c/h、implementation/ST32）。USB CDC 层由 STM32CubeMX 根据 embedded/LUCEmbedded.ioc 生成。

Bootloader

STM32F042 内置 ROM USB DFU bootloader。设备运行时，可通过虚拟 COM 端口发送 boot\r 进入该模式。有关刷写流程，请参阅此教程。

安装 STM32CubeProgrammer 后，可编写脚本执行刷写：

python -c "import serial; serial.Serial('COM3').write(b'boot\r')"
STM32_Programmer_CLI -c port=usb1 -w LUC_0303.bin 0x08000000 -v -g 0x08000000

---

测试

测试套件位于 python_lib/tests（pytest）。它涵盖固件和 ucanlintools 库：

文件	硬件	测试内容
test_ldf_parser.py、test_linframe.py、test_luc_encoding.py	无	LDF 解析、信号编码/解码、帧格式化
test_luc_hardware.py	1-2 个适配器	库：版本查询、模式切换、监视回环、主设备 → 从设备
test_firmware_protocol.py	1-2 个适配器	通过原始串口测试固件：拒绝格式错误的命令、16 行表格限制、双向测试所有 1-8 字节帧长度并精确检查数据、实时数据更新、诊断帧 0x3C/0x3D、未应答的报头、扩展 T/R 行时序、自定义波特率、监视模式接收和发送。针对 19200 和 9600 波特率进行参数化测试。
test_lib_simulation.py	2 个适配器	脚本化的 MasterSimulation.py / SlaveSimulation.py：由 LDF 编码的主设备帧、从设备响应、双方在运行时均会变化，且在两种速率下都进行测试

**设置：**在同一 LIN 总线上连接两个转换器（连接 LIN 引脚并接入外部 LIN 电源）。LUC_MASTER_PORT 用作 LIN 主设备，LUC_SLAVE_PORT 用作从设备/监视器。如果无法打开端口，测试会自动跳过，因此离线测试始终会运行。

cd python_lib
pip install pyserial lark pytest
LUC_MASTER_PORT=COM3 LUC_SLAVE_PORT=COM56 PYTHONPATH=. pytest tests -v
# swap the ports and run again to test each converter in both roles
LUC_MASTER_PORT=COM56 LUC_SLAVE_PORT=COM3 PYTHONPATH=. pytest tests -v

在 Windows PowerShell 中，通过 $env:LUC_MASTER_PORT="COM3" 等方式设置变量。

固件 3.3 的测试方式

• 两个 uLC 转换器（硬件版本 V0001）均刷入 LUC_0303.bin，并连接到同一条已供电的 LIN 总线上。
• 交换角色后完整运行测试套件两次：两个方向均 47/47 项通过（共运行 94 项测试）。
• 测试期间测量总线吞吐量（4 秒窗口，16 帧调度）：19200 波特率下每帧调度 12-14 次，9600 波特率下 10-11 次；没有丢失或损坏的帧，也没有意外的串口输出。
• 3.3 版本修复的每个缺陷都有回归测试：格式错误的行锁定表格、从设备模式在 9600 波特率下首次响应后停滞、从设备模式完全不响应、主设备未报告从设备响应、9600 波特率下 6-8 字节响应超时，以及经典校验和设置被忽略。校验和测试也在之前的固件上运行过，并如预期般失败。

---

常见问题

Linux 上能用的最便宜的 USB LIN 总线转换器是什么？ uCanDevices USB LIN Converter（uLC）是一款开源适配器，售价约为 27 美元，在 Linux、macOS 和 Windows 上会枚举为 USB CDC 虚拟 COM 端口。它使用 SLCAN 风格的 ASCII 协议，因此可通过 slcand 接入 SocketCAN。

它支持主设备和从设备模式吗？ 支持——监视模式（完整接收加单帧发送）、主设备模式（最多 15 个调度槽）和从设备模式（最多 15 个从设备模拟槽）。使用 O、L 和 l 命令选择模式。

LIN 侧与 USB 主机之间是否进行了光隔离？ 是。LIN 收发器与 PC 侧进行光隔离，以保护主机免受汽车瞬态电压影响。LIN 侧需要外部 4.5 - 28 V 电源，因为 USB 仅为 MCU 供电。

支持哪些 LIN 波特率和 LIN 版本？ 支持 LIN 2.1，可选择 9600 和 19200 波特率。可通过 r31 / r30 命令切换经典校验和与增强型校验和（固件 3.3 及更高版本）。主设备模式支持自定义帧时序。

可以用它通过 LIN 为 ECU 刷写固件吗？ 它是通用 LIN 接口。ECU 刷写完全取决于目标 ECU 自身的 LIN 引导加载程序；如果该引导加载程序有文档说明，或已有工具支持，你就可以通过此适配器驱动它。

固件是开源的吗？ 是——此仓库包含固件（embedded/）、硬件（pcb/）和 Python 辅助库（python_lib/）。设备还配有 USB DFU 引导加载程序，可用于现场更新。

---

相关项目

• LIN 协议实现：openLIN
• 同系列产品：USB CAN Converter (UCCB)、CAN FD USB Converter (CFUC)、SENT (J2716) USB Converter

链接

• 产品页面：https://ucandevices.github.io/ulc.html
• 所有 uCanDevices 产品：https://ucandevices.github.io/
• 联系方式：[email protected]

许可证

请参阅 LICENSE。