在钢铁工业中，板带钢的轧制一直以来都是整个冶金工业的重要的环节。在整个板带钢轧制生产线中，成品带钢的各种质量指标：厚度、板形、宽度等决定了带钢的价值。厚度是衡量带钢的重要的质量指标之一，被国内外的冶金行业广泛关注。对钢铁板带产品的规格和质量来说，轧制设备的自动化测量水平在热轧生产中占有重要地位，只有精确的测量，才能保证轧钢机厚度自动控制系统得到准确的参数，影响着产品的精度和生产效率。生产出的产品不仅要符合质量要求还必须考虑到成本。单片机作为一种使用非常广泛，功能比较全面的微控制器，广泛应用在化工、建筑、冶金等各种工业领域。本文以单片机为下位机处理器，对测量系统的硬件电路进行了分析和设计，并设计了上位机界面。首先，介绍了X射线测厚仪的结构组成及工作原理，在了解X射线透射物质后衰减规律的基础上，详细阐述了测厚仪的X射线的产生装置原理、检测装置原理及其影响X射线稳定的因素，并得到测厚仪的原理公式，同时从光谱中分析了X射线源管电压管电流对于X射线强度的影响。其次，在软件设计上解决了X射线标定曲线、计算多项式系数的功能，本文在最小二乘曲线拟合方法的基础上，采用分段的方法对数据进行处理，从而减小由于X射线衰减规律的变化而导致的误差，大大提高了系统的测量范围。同时分析影响测厚仪的干扰因素，如合金成分、坏境温度、灵敏度和分辨率的影响，并介绍几种合金补偿与温度补偿的措施，提高测厚仪的测量精度。再次，设计了系统的硬件。下位机使用STC89C52单片机，在离线状态下利用历史数据使用可调电阻模拟X射线测厚仪检测装置输出端的工作情况。前端电路采用ICL7650芯片设计放大电路，滤波电路对各种干扰信号进行屏蔽。采集转换模块使用AD7810芯片，对模拟信号进行10位AD转换，保证系统的分辨率，同时利用单片机的串行接口电路与上位机通信。最后，设计了上位机人机交互界面，实现监控、曲线标定、补偿误差的功能。同时设计了系统的程序流程，经过系统的调试并验证了系统的可行性。