CSPM 開放式軟體（CSPM OSS）
??? CSPM開放式軟體系統(tǒng)(CSPM Open Source Software)的目的是讓二次開發(fā)用戶可以從複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(fā)成本、縮短開發(fā)週期。
??? CSPM掃描探針顯微鏡系統(tǒng)(SPM)的架構(gòu)如下圖:
??? SPM 開放式軟體系統(tǒng)（CSPM OSS）被劃分為兩個部分：SPM Console和SPM Kernel。
??? SPM Console軟體負(fù)責(zé)向用戶提供一個介面,讓用戶輸入各種指令,並將各種儀器的狀態(tài)和資訊顯示給用戶。例如，SPM Console軟體上有一個鐳射電源按鈕，用戶可以用滑鼠按下該按鈕，指示儀器打開鐳射電源；SPM Console軟體也可以將顯微鏡所採集到的圖像顯示在電腦螢?zāi)簧稀?br />
??? SPM Kernel軟體在用戶介面軟體（SPM Console）和掃描探針顯微鏡(SPM)系統(tǒng)硬體之間架起一道橋樑，SPM Console軟體將用戶的指令發(fā)送給SPM Kernel軟體，SPM Kernel軟體對收到的軟體進行解釋，並對SPM硬體進行相應(yīng)操作，實現(xiàn)用戶指令。同時，SPM Kernel對SPM硬體系統(tǒng)的狀態(tài)進行採集和調(diào)度，以保證硬體正常運作，並向SPM Console報告各種資訊，讓用戶可以即時瞭解儀器狀態(tài)並觀察實驗結(jié)果。
??? 系統(tǒng)軟體劃分為兩個層次，可以將複雜的、高要求的、難以理解的硬體流程封裝在SPM Kernel軟體中，用戶不需要全面瞭解系統(tǒng)硬體的技術(shù)資訊，就可以快速高效地編寫滿足自己需要的軟體。
??? 一般情況下，SPM Console軟體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(xiàn)新的功能。
??? SPM Console採用Microsoft Visual C#語言編寫。選擇C#的原因是：C#是一門設(shè)計簡單、面向物件、類型安全、靈活相容（.Net框架的支援）的新型面向元件編程語言。其語法風(fēng)格源自C/C++家族，並融合了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軟體是一個開放源代碼的軟體，為用戶提供了一個全面完整的範(fàn)例。用戶可以對該軟體進行修改和擴充，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(fā)的簡易性。
舉例：開發(fā)納米加工程式
??? 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，然後，關(guān)閉探針樣品回饋機制，將探針壓向樣品，然後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後，沿著線段2-3向點3移動，到達點3後，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(jié)點上（如圖中黑點所示）停頓一段時間。
??? 欲實現(xiàn)上述功能，使用CSPM OSS平臺，您只需寫20行代碼就可以實現(xiàn)了：
float x0 = -(float)numericScope.Value/2;? // 筆劃一起點的X座標(biāo)
float y0 = -(float)numericScope.Value/2; // 筆劃一起點的Y座標(biāo)
float x1 = +(float)numericScope.Value/2; // 筆劃三終點的X座標(biāo)
float y1 = +(float)numericScope.Value/2; // 筆劃二終點的Y座標(biāo)
// 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(qū)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(guān)閉回饋
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，刻畫第一個筆劃，從點1移動到點2
for (int i=0; i<STEP; 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<STEP; 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<STEP; i++) {
? Machine.SetX0Y0(x0+(x1-x0)*i/STEP, y1);
? Thread.Sleep(delayMS);
}
// 將DA通道的輸出電壓恢復(fù)為0
Machine.SetDAVolt(10, 0);
// 恢復(fù)回饋
Machine.SetDO(DO_FEEDBACK, 1);
具備超媒體用戶介面的納米操縱工具
??? 中國科學(xué)院瀋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(tǒng)，結(jié)合Phantom操縱桿，構(gòu)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(chǎn)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(fā)人員不需要瞭解SPM的硬體控制細(xì)節(jié)，甚至不需要瞭解軟體是如何對SPM進行控制的，便可以快速地在本原SPM的基礎(chǔ)上增加硬體和軟體，構(gòu)建出具備超媒體用戶介面的納米操縱平臺。
