扫描探针显微镜(SPM)在微机电学、化学和生物医学等方面有着广泛的应用前景。本文研究了一种由压电微音叉作为测头的扫描探针显微镜系统。本文完成的工作主要有以下几个部分:扫描探针显微镜测头方面,文中介绍了系统测头构成原理,并对测头性能进行了测试;硬件电路方面,采用锁相环路对测头进行励振及频率跟踪,对原有的锁相环路进行了改进。文中介绍了锁相环路的工作原理,以及本系统中运用锁相环路实现测头励振与频率跟踪的改进方案及其实现;另外硬件电路方面调试了测头谐振信号的真有效值转换及转换后的放大滤波电路和相位差电压值的滤波电路;反馈控制方面,搭建系统各部分形成振幅反馈与相位反馈控制回路;系统软件设计方面,采用VC设计了探针与试样逼近测试程序、系统动态响应测试程序以及试样扫描程序,并运用各程序对系统各项参数进行了测试;最后,对试样进行了测试,给出了扫描获得的试样表面微观形貌图以及相位图,并且对图像进行了分析,证明了系统的有效性。根据文中所叙述的各项研究结果,表明所研究的扫描探显微镜系统具有较高的垂直空间分辨率,以及可以实现大台阶试样的微观形貌测量。