以扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)为代表的扫描探针显微镜作为一类新型表面分析与纳米加工工具在物理、化学、生物、材料领域的应用越来越受到人们的重视.该论文首先详细地讨论了SPM硬件控制系统的结构及其工作原理,完成了前置放大器电路、模数学转换器电路、数模转换器电路、逻辑控制电路、步进电机及继电器控制电路的设计、制作及调试,对数字信号处理器(DSP)技术在SPM中的应用进行了探讨.然后详细地讨论基于Windows9x基础上的SPM多线程软件控制系统的组织体系结构,并用Microsoft Visual C++6.0编写并调试了SPM图像生成与存储程序、SPM扫描参数设置程序、SPM纳米参数设置及加工程序、AFM光斑位置监视程序、扫描探针进针程序以及扫描控制程序等.同时利用上述SPM计算机控制软硬件系统成功地进行了原子成像和大范围的扫描成像,探讨了STM隧道针尖的制作及SPM标定方法,实验观测了针尖长度、探针扫描方向等对扫描图像的影响,此外还探讨了SPM图像的离线处理方法.