在日常生活和工业自动化过程控制中，温度是一个主要的检测参数，直接影响着我们的生产生活，所以我们要有一个准确的温度数据来做为精准控制的依据。而热电偶拥有测量精确、广阔的温度测量范围以及低价的成本等优势，因此其成为自动化控制领域中温度检测的首选。论文采用热电偶实现温度检测，综合单片机技术和神经网络智能控制算法技术，设计出的智能型测温仪表具有性能可靠、直接可视的优点，达到了准确测量温度的目的。本设计一共包括硬件设计、软件设计和数学建模三个方面。在硬件电路的设计中，温度传感器采用K型热电偶(镍铬一镍硅)，核心部分使用AT89S52单片机，并通过温度传感器进行参考端的温度补偿，使热电偶温度传感器更加精确。软件部分的主程序主要由各个子程序组成，每一个子程序相互独立又相互联系。一共包含了数据采集子程序、键盘子程序、存储子程序、数据处理子程序、LCD显示子程序等。上位机对图形的编辑是利用LABVIEW完成的，其包含串口通信模块，存储器模块和显示模块，当需要某一功能时，主程序直接调用相关的子程序。完成了温度测量系统的打印，报警，数据显示等功能。使用LABVIEW软件设计出人机交互界面，更加的人性化，方便了数据的显示和处理。最后分析了热电偶和PID神经网络的基本知识，设计了热电偶的信号调理电路，采用数字温度传感器解决了热电偶的冷端补偿问题。同时，应用MATLAB对热电偶的热电势与温度之间的关系进行了训练、仿真，建立了基于PID神经网络的数学模型，该模型解决了K型热电偶（镍铬—镍硅）的非线性问题。