在工业过程控制中,温度是一个重要的测量参数,而热电偶具有准确度高、测温范围广和成本低廉等优点,使其成为工业应用中温度测量的首选。为准确测量温度,本论文将传统的热电偶测温技术、神经网络技术与单片机技术结合起来,设计了读数直观、准确的数字式智能测温仪表,该仪表采用单片机芯片AT89S52作为微处理器,K型热电偶(镍铬一镍硅)作为温度传感器,数字温度传感器DS18820进行热电偶冷端温度的测量,以对热电偶进行冷端补偿,能够准确测量并显示温度。论文主要由智能测温仪表的硬件设计、软件设计和热电偶数学模型的建立三个部分组成。首先设计了智能测温仪表的硬件。智能测温仪表硬件电路由五个主要部分组成:单片机、信号调理电路、模数转换、键盘输入及液晶显示。分别介绍了各组成部分的主要芯片,设计了其接口电路。并分析了仪表产生干扰的原因,从硬件抗干扰方面,通过分析干扰产生原因并采取措施,提高了该智能测温仪表的抗干扰性能。其次设计了智能测温仪表的软件部分,软件部分有下位机软件和上位机软件组成,采用模块化的程序设计方法。下位机的整个应用程序主要包括系统主程序的设计、数据采集以及键盘显示子程序等模块组成,测温程序适用于AT89S52单片机。通过串口通信将下位机采集的数据送至上位机,上位机采用模块化的设计方法,将系统划分成几个相互独立的功能模块,各模块内部分别完成确定的任务,并通过LabVIEW软件设计了上位机的显示界面并且实现数据的存储功能。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(镍铬一镍硅)的非线性问题。