现在的工业生产过程控制领域中,特别是在中小规模的生产场合中,越来越多的采用控制器模块加上数据采集模块组成系统的方案来实现生产流程的自动化控制。这种采用模块构成控制系统的方案,具有功能强大、成本低、灵活度高等特点。其中,控制器模块是整个系统的核心,高性能的控制器模块能采集更多的模拟和数字量,提供更多控制算法和更多回路的闭环控制,从而可大大的提高了整个系统的性能。论文介绍了一种具有可软件组态功能、高性能的控制器模块的解决方案。该模块可通过PC端的软件对模块中的功能算法程序进行组态,以实现特定的单回路或多回路控制功能。且该模块带有模拟和数字的输入输出通道,这使得其具有了不必依耐于IO采集模块,而可独立构成控制系统的能力。介绍了组态的一些相关概念,并讨论了可软件组态功能的实现方案和实现该方案对控制器模块的硬、软件方面的要求。对目前常用的几种控制算法进行了介绍,以一个典型单容系统的模型为例,用MATLAB对这几种算法进行了分析求解。控制器模块的硬件系统以SoC级单片机C8051F005为核心,辅以相应的输入输出信号调理电路、通讯电路和电源电路构成。文中详细介绍了以上各块的电路设计,并讨论了硬件设计中应采取的抗干扰措施。详细的说明了C8051F005中监控程序和功能模块程序的设计方法及其PC机中组态程序的设计,从而给出了控制器模块运行程序可组态功能的实现方法。通过试验,该控制器模块表现出了较高的采样精度、较好的控制效果和柔性大等优点,将来一定可以在工业生产过程控制领域中得到广泛的应用。