扫描探针显微镜（STM）是纳米科技开展中最重要的东西。他根据量子力学中的地道贯穿理论，其间心是一个能在金属样品外表上扫描并与样品间有必定的偏置电压的直径为原子标准的针尖。当样品与针尖之间的间隔十分挨近时，电子就能够经过地道效应由针尖转移到样品或从样品转移到针尖，然后构成地道电流。地道电流的巨细与他们的距离成负指数联系［1］：
I∝B exp(-KS)(1)
其间：I为样品与针尖之间的地道电流； B为与样品和针尖之间的偏压有关的系数； K为与自由电子的质量及有用均匀势垒高度等有关的系数； S为样品与针尖之间的地道电流。
扫描地道显微镜的根本构成能够分为3个部分：头部体系、电子学体系、计算机体系。头部体系中的扫描器是一个很要害的部件，扫描器的质量决议了针尖和样品距离的操控精度，然后决议了STM图画的质量。现在一般选用管状的PZT压电陶瓷材料。扫描器能够在x，y，z三个方向上做纳米级的精细移动。xy扫描电压发生器发生例如三角波的扫描波形，操控扫描器对样品进行逐行扫描。针尖固定在扫描器上随扫描器运动。在针尖与样品偏置电压的效果下，当针尖和样品满足挨近时，就会有地道电流发生。活络的电流放大器检出地道电流，并把他转化为电压，再与电流设置点做比较，比较的成果反映了针尖与样品距离与设定值之间的误差。通常在STM电子学体系中引进份额积分操控器用做反应电路，以调整扫描器z方向的运动来坚持地道电流稳定，这时针尖与样品在z轴方向的距离反映了样品外表高度的崎岖改变。这便是STM的恒流形式［2］。
现在国内有多家出产扫描地道显微镜的厂家，内部电子学部分根本上是以DSP芯片为中心、 外部附加高精度A/D或D/A等外围器材构成。因为DSP芯片结构和功用的复杂性，不方便运用和学习，下面介绍一种以MICroChip公司出产的PIC16C65中档单片机为中心、外围附加1 6位的A/D转化器MAX195及D/A转化器AD1866器材的扫描地道显微镜的电子学体系。
2 PIC16C65单片机与MAX195的接口
Microchip公司出产的PIC系列单片机具有哈佛双总线结构，选用了类精简指令集和指令流水 线结构，运转速度十分快，能够彻底替代DSP来作业［3］。MAX195是由MAXIM公司出产的16位串行输出A/D转化器，他速度快、功耗低而且具有自标定才能。MAX195首要用于地道电流的收集。MAX195与PIC16C65的衔接及MAX195的外围衔接如图1所示
MAX195进行A/D转化的子程序如下：
