石英晶体振荡器诞生以来，其优越的性能使得它有了非常广泛的应用。在众多类别的石英晶体振荡器中，微机补偿晶体振荡器(MCXO)作为一种新型的温度补偿晶体振荡器，在频率稳定度、开机时间、功耗等方面都有非常显著的优势，但是测量温度-补偿电压曲线时的局限性，大大的阻碍了MCXO的发展。为了更好的实现MCXO的工业化发展，本文设计并实现了一套应用于微机补偿晶体振荡器的实时在线自动调试测量系统。实时在线自动测量可以提高温度测量精度、温度点补偿密度以及补偿电压插值精度，最大限度地降低MCXO由于多种因素造成的系统误差；同时更加适应MCXO规模化生产的要求。文章从整体方案设计、硬件设计与实现、软件设计与实现几个方面介绍了系统的组成以及相关的功能。该系统将FCA3000高分辨率频率计、S&A4220高低温控制箱、计算机、以及基于C8051F061单片机的控制器集成在一起，组成一个闭环测量系统，能够同时对多台MCXO进行调试测量。用LABview编程实现PC对系统的整体控制，可对MCXO主要技术指标进行自动测量。由该系统开发的MCXO，在-40℃-+85℃的宽温度范围内，频率温度稳定度达到±7×108。