单片机由于其自身的特点，在工业生产中被运用的越来越广泛，不仅可以用在控制系统中，也可以用在数据采集系统中。温度和湿度是工业生产中的基本的测量参数，如果能被准确的测量，将会对生产和研究有着重要的意义。本文设计选择MSP430F149单片机作为核心控制芯片，液晶屏为显示窗口，通过键盘完成系统的参数设定和控制，而且本系统还具有语音报警功能。本设计的硬件设计中，通过对系统的功能介绍选取了满足本设计要求的元器件，并且介绍了这些元器件的特点和模块电路的设计。软件设计部分通过流程图和时序图来表现了系统的软件设计方法，该部分主要分为两个过程：温湿度监测过程和温湿度控制过程。温湿度监测过程是通过传感器对温湿度进行监测，然后经过单片机，把结果发送到液晶屏上显示。温湿度控制过程中采用了增量式PID算法对系统进行自动控制。本文最后对系统的性能进行了测试，在温湿度的控制中能够很好地使温湿度保持在设定值的上下，温度的偏差控制在±0.5℃，湿度的偏差控制在±3%RH。本系统遵循了可靠性和性价比的设计原则，因此，在实际应用中也可以取得良好的效果。