CSPM 開放式軟件（CSPM OSS）

具備超媒體用戶界面的納米操縱工具（點擊進入）

CSPM開放式軟件系統(CSPM Open Source Software)的目的是讓二次開發用戶可以從復雜的儀器功能編程中解脫出來，將精力集中在具體的功能擴展上，大幅度降低開發成本、縮短開發周期。

CSPM掃描探針顯微鏡系統(SPM)的架構如下圖:

SPM 開放式軟件系統（CSPM OSS）被劃分為兩個部分：SPM Console和SPM Kernel。

SPM Console軟件負責向用戶提供一個界面,讓用戶輸入各種指令,并將各種儀器的狀態和信息顯示給用戶。例如，SPM Console軟件上有一個激光電源按鈕，用戶可以用鼠標按下該按鈕，指示儀器打開激光電源；SPM Console軟件也可以將顯微鏡所采集到的圖像顯示在計算機屏幕上。

SPM Kernel軟件在用戶界面軟件（SPM Console）和掃描探針顯微鏡(SPM)系統硬件之間架起一道橋梁，SPM Console軟件將用戶的指令發送給SPM Kernel軟件，SPM Kernel軟件對收到的軟件進行解釋，并對SPM硬件進行相應操作，實現用戶指令。同時，SPM Kernel對SPM硬件系統的狀態進行采集和調度，以保證硬件正常運作，并向SPM Console報告各種信息，讓用戶可以實時了解儀器狀態并觀察實驗結果。

系統軟件劃分為兩個層次，可以將復雜的、高要求的、難以理解的硬件流程封裝在SPM Kernel軟件中，用戶不需要全面了解系統硬件的技術信息，就可以快速高效地編寫滿足自己需要的軟件。

一般情況下，SPM Console軟件的源代碼是向用戶開放的，用戶可以對源代碼進行修改和補充，實現新的功能。

SPM Console采用Microsoft Visual C#語言編寫。選擇C#的原因是：C#是一門設計簡單、面向對象、類型安全、靈活兼容（.Net框架的支持）的新型面向組件編程語言。其語法風格源自C/C++家族，并融合了Visual Basic的高效和C/C++的靈活性、強大底層控制能力，是Microsoft.Net平臺的主流語言。

SPM Console OSS 1.0軟件是一個開放源代碼的軟件，為用戶提供了一個全面完整的范例。用戶可以對該軟件進行修改和擴充，以滿足自己的特殊要求。

下面舉一個例子，以說明用戶在CSPM OSS上進行二次開發的簡易性。

舉例：開發納米加工程序

本例的目的是對SPM Console進行修改，以滿足在樣品上進行納米加工，刻畫出一個“Z”型的字母來。

其工作原理是，將探針和樣品進行逼近，然后，關閉探針樣品反饋機制，將探針壓向樣品，然后讓探針在樣品上按字母Z的路徑移動，達到在樣品上加工的目的。

探針在樣品上的刻畫路徑如下圖所示：

整個過程為：先將探針移動到點1，沿著線段1-2向點2移動，到達點2后，沿著線段2-3向點3移動，到達點3后，沿線段3-4移動到點4。在移動過程中，探針實際上是在沿線的若干節點上（如圖中黑點所示）停頓一段時間。
欲實現上述功能，使用CSPM OSS平臺，您只需寫20行代碼就可以實現了：

float x0 = -(float)numericScope.Value/2; // 筆劃一起點的X坐標
float y0 = -(float)numericScope.Value/2; // 筆劃一起點的Y坐標
float x1 = +(float)numericScope.Value/2; // 筆劃三終點的X坐標
float y1 = +(float)numericScope.Value/2; // 筆劃二終點的Y坐標
// 計算每走一步需要延遲多少毫秒
int delayMS = (int)numericPeriod.Value/(STEP*3);
float volt = (float)numericVolt.Value; // 驅動探針往樣品上壓的電壓
// 將探針移動到'Z'的起點
Machine.SetX0Y0(x0, y0);
// 關閉反饋
Machine.SetDO(DO_FEEDBACK, 0);
// 輸出電壓，將探針往樣品上壓(DA通道10的作用是在掃描器陶瓷管Z方向上疊加一個電壓)
Machine.SetDAVolt(10, volt);
// 移動探針，刻畫個筆劃，從點1移動到點2
for (int i=0; i {
Machine.SetX0Y0(x0+(x1-x0)*i/STEP, y0); // 走一步
Thread.Sleep(delayMS); // 延遲
}
// 移動探針,刻畫第二個筆劃，從點2移動到點3
for (int i=0; i {
Machine.SetX0Y0(x1-(x1-x0)*i/STEP, y0+(y1-y0)*i/STEP);
Thread.Sleep(delayMS);
}
// 移動探針,刻畫第三個筆劃，從點3移動到點4
for (int i=0; i Machine.SetX0Y0(x0+(x1-x0)*i/STEP, y1);
Thread.Sleep(delayMS);
}
// 將DA通道的輸出電壓恢復為0
Machine.SetDAVolt(10, 0);
// 恢復反饋
Machine.SetDO(DO_FEEDBACK, 1);

典型應用

具備超媒體用戶界面的納米操縱工具

沈陽自動化研究所的研究人員利用CSPM OSS和本原的掃描探針顯微鏡(SPM)系統，結合Phantom操縱桿，構建了一個納米操縱平臺。利用該平臺，用戶可以通過操縱桿，控制探針對樣品進行納米操縱，在操縱過程中，用戶還可以通過操縱桿感知樣品對探針產生的作用力大小和方向，在操縱過程中增加了觸覺感知能力。在CSPM OSS之上，開發人員不需要了解SPM的硬件控制細節，甚至不需要了解軟件是如何對SPM進行控制的，便可以快速地在本原SPM的基礎上增加硬件和軟件，構建出具備超媒體用戶界面的納米操縱平臺。