以原子力显微镜(AFM,Atomic Force Microscope)和扫描隧道显微镜(STM，Scanning Tunneling Microscope)为代表的扫描探针显微镜(SPM，Scanning ProbeMicroscope)是纳米技术发展的重要基础，也是纳米技术研究者不可缺少的研究工具。尤其是AFM，由于其应用不受样品导电性的限制，在许多与纳米技术相关的新兴的研究领域中，比如纳米物理学、纳米生物学等，得到了广泛应用。 本文介绍了一个以高性能DSP(Digital Signal Processor)为核心的AFM控制系统，该系统采用模块化设计、总线式结构，便于升级和维护；DSP通过USB2.0高速通讯接口和PC机相连，解决了数据传输带宽问题。实验证明，该系统在55行/秒的扫描速度下，仍然具有良好的成像质量。本文还提出了一个针对于AFM应用的新的PID参数自整定方法——SPO(Scanning Parameters 0ptimization)方法．该方法无须人工干预，能自动获取最优的PID参数。经过DSP-AFM平台验证，SPO方法至少具有三个优点：1)寻优结果具有全局最优性。2)算法健壮可靠。3)整个寻优过程能由DSP全自动执行。 本文的工作在研究和开发高速全自动的原子力显微镜方面迈出了重要的一步。建立的控制系统为进一步研究高速扫描条件下XY。运动方向高精度定位提供了有利的硬件平台，提出的SPO方法也为原子力显微镜的控制参数自整定策略研究提供了一个新的研究思路。