本文主要针对现有的原子力显微镜的电学部分进行了更新和升级，并结合单片机技术和虚拟仪器技术及其微弱信号检测理论在检测系统方面进行了认真研究。不仅完成了仪器的升级，同时基于原子力显微镜的检测技术开发设计了一套纳米器件电信号测试系统。这不仅仅为仪器拓展了一项新的功能更重要的是为以后设计纳米测量系统提供了较高的起点并积累一定经验。 本文共分成七章，首先对论文的研究背景和涉及到的纳米材料的测试技术进行了讨论，并对比了国内外的最新发展状况。 第二章对原子力显微镜的原理及其系统结构进行了论述，最重要的给出了具体的改进方案。 第三章中，主要对微弱信号和它的检测方法以及数据采集知识做了理论分析，为以后的设计做了铺垫。 第四章是全文的重点，开始先介绍系统硬件整体结构，而后分别描述各个部分，对于设计中使用的PIC型单片机进行了详细的讨论，并对原理图进行相应分析，在PCB设计中总结了制版经验，给出了硬件电路控制程序流程图。完成了系统的设计和Ⅰ-Ⅴ检测功能的实现。 第五章的主要内容是应用软件的设计，由于采用了虚拟仪器技术，首先介绍了相关的背景知识，而后着重讨论虚拟仪器的结构和应用软件设计原则，并根据系统工作过程设计了程序中相应的各个部分。实现了采集数据的显示和处理。 为了验证系统的功能，在第六章中做了必要的实验，并对实验结果进行了理论分析，从而证明系统已经实现了设计目的，另外对实验室另一个纳米器件测试平台一皮安表微弱信号测试系统进行了软件上的开发，并对测试系统做了调试实验，从而进一步完善了纳米器件测试系统的功能。 最后在第七章提出全文的结论并对纳米器件测试系统以后的发展做出了展望。 本文对原子力显微镜电学测试系统的更新和纳米器件测试系统地软件开发，为实验室各基金项目和863项目的完成提供了技术保障，完成了本项目的目标。