纳米科技已成为科学研究的一个热点领域,纳米尺度的检测和表征是纳米科技研究必不可少的手段和工具。作为探索纳米世界的利器,以原子力显微镜(AFM)和扫描隧道显微镜(STM)为代表的扫描探针显微镜(SPM)是纳米技术发展的重要基础。SPM是一系列利用特殊探针和样品之间不同相互作用来成像的仪器,在测量样品表面时,SPM需要一套高度反馈控制系统。传统SPM中的扫描控制系统仍大多采用PID控制技术,其中反馈控制系统的PID参数是由操作者根据自己的经验和对于图像好坏的判断来设定的,因此,SPM的PID参数调节是一个人工干预、低效率、且费时费力的过程。针对SPM存在的以上缺点,本文在研究扫描参数优化算法的基础上,设计了一种基于高性能DSP(Digital Signal Processor)的新型PI参数自整定SPM控制器。实验结果表明该控制器能在短时间内自动完成PI参数的测算并给出最优的参数,省去了手动调节的繁琐过程,简化了参数设置过程,具有劳动强度低,节省时间,自动化程度高等优点,同时控制器能有效提高SPM的成像质量,有利于实现SPM操作自动化。