信息技术、微电子技术和网络技术的高速发展，为现代测控技术的研究发展与实践提供了坚实的理论基础与充分的实践经验。特别是Internet技术的发展，使传统的基于串口通讯的(如RS485/RS422，CAN总线)主从式测控网络系统向基于交换式连接的以太网分布式测控网络系统过渡。并且市场上已经有相应的较为成熟的产品。为了适应技术发展需要，有必要将这种测控系统向学生们进行教学。 本论文的基于TCP/IP协议通讯的教学型单回路控制器系统(以下简称单回路控制器)，即为此而设计。为方便教学和学生自学，本系统所设计的软、硬件工作模块，均采用学生所熟悉的技术与元器件，同时提供了比较丰富的技术文档。 单回路控制器系统实现了基于交换式连接的以太网分布式测控系统的基本功能。由单回路控制器组成的现场测控端点对受控对象进行测控，PC上位机通过以太网络对测控数据进行收集，并对单回路控制器进行监控。其中，单回路控制器以51系列单片机为其主要组成部分，外围电路主要由两大功能模块组成，即网络通讯模块和A/D、D/A模块。论文重点对单回路控制器的硬件设计与软件实现进行了介绍。硬件部分讲述了主要的集成电路芯片特点、使用方法、SCH原理图构成和相应的接口电路。软件部分则重点介绍了嵌入式操作系统μC/OS-II在单片机上的移植，TCP/IP协议栈的精简与移植，实现单回路控制器与PC上位机网络通讯的服务器端程序与终端端程序的具体实现，单回路控制器采用的PID控制算法的程序实现等。 在系统核心模块设计完成的基础上，对论文所提出的网络通讯功能进行了实验验证，给出了实验结果并进行了相关分析。