| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 扫描探针显微镜的发展概况 | 第10-13页 |
| 1.1.1 扫描探针显微镜的发展 | 第10页 |
| 1.1.2 AFM的工作原理 | 第10-11页 |
| 1.1.3 AFM的工作模式 | 第11-13页 |
| 1.2 CD-AFM的发展概况 | 第13-15页 |
| 1.3 课题研究意义与主要研究内容 | 第15-18页 |
| 第二章 工业SPM整体设计 | 第18-24页 |
| 2.1 工业SPM结构 | 第18-19页 |
| 2.2 光学系统设计 | 第19页 |
| 2.3 探针夹持器结构设计 | 第19-20页 |
| 2.4 电控系统的整体框架与功能 | 第20-23页 |
| 2.4.1 以太网通信 | 第21页 |
| 2.4.2 定位系统 | 第21-22页 |
| 2.4.3 探针夹持器驱动电路 | 第22页 |
| 2.4.4 QPD信号运算电路 | 第22-23页 |
| 2.5 本章小结 | 第23-24页 |
| 第三章 电控系统硬件设计 | 第24-47页 |
| 3.1 FPGA最小系统电路 | 第24-28页 |
| 3.1.1 FPGA芯片 | 第24-25页 |
| 3.1.2 SDRAM存储模块 | 第25-26页 |
| 3.1.3 电源模块 | 第26-28页 |
| 3.2 以太网通信模块 | 第28-31页 |
| 3.2.1 基于DM9000A的硬件电路 | 第28页 |
| 3.2.2 基于ENC28J60的硬件电路 | 第28-29页 |
| 3.2.3 NIOS Ⅱ软核 | 第29-31页 |
| 3.3 QPD输出信号运算模块 | 第31-33页 |
| 3.4 电机控制模块 | 第33-37页 |
| 3.4.1 硬件电路 | 第33-35页 |
| 3.4.2 FPGA内的控制模块 | 第35-37页 |
| 3.5 探针夹持器驱动及锁相放大模块 | 第37-46页 |
| 3.5.1 直接数字式频率合成器 | 第37-38页 |
| 3.5.2 模拟锁相放大 | 第38-39页 |
| 3.5.3 硬件电路 | 第39-42页 |
| 3.5.4 FPGA内的控制模块 | 第42-45页 |
| 3.5.5 NIOS Ⅱ接口模块 | 第45-46页 |
| 3.6 本章小结 | 第46-47页 |
| 第四章 电控系统嵌入式软件设计 | 第47-62页 |
| 4.1 TCP/IP协议的实现 | 第47-49页 |
| 4.1.1 TCP/IP协议族 | 第47-48页 |
| 4.1.2 uClinux方式实现TCP/IP协议栈 | 第48页 |
| 4.1.3 无操作系统方式实现TCP/IP协议栈 | 第48-49页 |
| 4.2 基于uClinux的软件设计 | 第49-54页 |
| 4.2.1 uClinux操作系统移植 | 第49-50页 |
| 4.2.2 uClinux驱动程序的编写 | 第50-52页 |
| 4.2.3 uClinux应用程序的编写 | 第52-54页 |
| 4.3 无操作系统下的软件设计 | 第54-61页 |
| 4.3.1 Ethernet协议实现 | 第55-56页 |
| 4.3.2 ARP、ICMP和IP协议实现 | 第56-58页 |
| 4.3.3 TCP协议实现 | 第58-59页 |
| 4.3.4 电机控制程序设计 | 第59-61页 |
| 4.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 第五章 扭转谐振实验 | 第62-72页 |
| 5.1 探针驱动电路性能测试 | 第62-67页 |
| 5.1.1 上位机控制程序 | 第62-63页 |
| 5.1.2 下位机程序 | 第63-65页 |
| 5.1.3 DDS电路输出测试 | 第65-66页 |
| 5.1.4 模拟锁相放大电路测试 | 第66-67页 |
| 5.2 系统横向灵敏度标定实验 | 第67-68页 |
| 5.3 扭转谐振实验 | 第68-72页 |
| 第六章 总结与展望 | 第72-73页 |
| 6.1 工作总结 | 第72页 |
| 6.2 工作展望 | 第72-73页 |
| 参考文献 | 第73-77页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第77-78页 |
| 致谢 | 第78-80页 |