用微處理機實現單回路調節動能的數位調節器。它接受來自生產過程的測量信號，經適當處理（補償、線性化、開方等）後與設定值比較，求得偏差值，再經比例積分微分(PID)運算得到控制信號,用以控制執行器動作，完成回饋控制。
單回路調節器按功能分為簡易型和高功能型兩類；按結構分為儀錶型和電腦型兩類。儀錶型單回路調節器又稱為整體型單回路調節器；電腦型單回路調節器又稱為分離型單回路調節器。
它是在模擬調節器基礎上發展起來的儀表化數字調節器（見圖），在模擬調節器上又增加瞭三種功能：①強化輸入輸出信號的處理和報警功能。②在一臺調節器中允許選用兩個比例積分微分(PID)功能塊,用一臺單回路調節器可實現串級控制。③可選用通信組件與分離型控制系統相連。
模擬輸入信號經輸入多路切換器和模數轉換器後變換為數字信號，進入機內的數據總線。數字輸入信號經輸入輸出板後進入機內的數據總線。中央處理機(CPU)是實現機內各種處理的核心。處理結果經數模轉換器和輸出多路切換器送至模擬輸出端去控制執行器或送至前面板去驅動各種指示器（測量值指示器、設定值指示器、輸出值指示器）。部分數字形式的處理結果或狀態信號經輸入輸出板送至數字輸出端供用戶使用，或送至前面板的狀態指示器。抗沖擊電路的作用是確保手動和自動模式間的平滑切換。側面操作器的作用是控制方案組態操作和調節參數調整、顯示。簡易型單回路調節器能實現多種功能:PID運算、遠方和就地設定控制值及其切換；自動或手動方式和遠方或就地方式的狀態顯示；手動輸出；外部反饋輸入和報警等。
高功能型單回路調節器 它是高功能可編程序的儀表型數字調節器。其原理、構成與簡易型相同。但它具有更多的軟件模塊，可供用戶選擇，能實現高級的單回路批量控制方案。