計算機控制系統的硬件，除主機外，通常還包括兩類外圍設備，一類是常規外圍設備，如鍵盤、CRT顯示器、打印機、磁盤機等；另一類是被控設備和檢測儀表、顯示裝置、操作檯等。由於計算機存儲器的功能單一（保存信息）、品種有限（ROM、RAM）、存取速度與CPU的工作速度基本匹配，因此，存儲器可以直接連接到CPU總線上。而外圍設備種類繁多，有機械式、機電式和電子式；有的作為輸入設備、有的作為輸出設備；工作速度不一，外圍設備的工作速度通常比CPU的速度低得多，且不同外圍設備的工作速度往往又差別很大；信息類型和傳送方式不同，有的使用數字量，有的使用模擬量，有的要求並行傳送信息，有的要求串行傳送信息。因此，僅靠CPU及其總線是無法承擔上述工作的，必須增加I/O接口電路和I/O通道才能完成外圍設備與CPU的總線相連。I/O接口是計算機控制系統不可缺少的組成部分。
I/O接口電路也簡稱接口電路。它是主機和外圍設備之間交換信息的連接部件（電路）。它在主機和外圍設備之間的信息交換中起著橋樑和紐帶作用。 I/O通道也稱為過程通道。它是計算機和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道。計算機要實現對生產機械、生產過程的控制，就必須採集現場控制對象的各種參量，這些參量分兩類：一類是模擬量，即時間上和數值上都連續變化的物理量，如溫度、壓力、流量、速度、位移等。另一類是數字量（或開關量），即時間上和數值上都不連續的量。如表示開關閉合或斷開二個狀態的開關量；按一定編碼的數字量和串行脈衝列等。同樣，被控對象也要求得到模擬量（如電壓、電流）或數字量兩類控制量。但是如前所述，計算機只能接收和發送並行的數字量，因此，為使計算機和被控對象之間能夠連通起來，除了需要I/O接口電路外，還需要I/O通道，由它將從被控對象採集的參量變換成計算機所要求的數字量（或開關量）的形式，送入計算機。計算機按某一數學公式計算後，又將其結果以數字量形式或轉換成模擬量形式輸出至被控制對象，這就是I/O通道所要完成的功能。
應當指出，I/O接口和I/O通道都是為實現主機和外圍設備（包括被控對象）之間信息交換而設的器件，其功能都是保證主機和外圍設備之間能方便、可靠、高效率的交換信息。因此，接口和通道緊密相連，在電路上往往結合在一起了。例如，目前大多數大規模集成電路A/D轉換器芯片，除了完成A/D轉換，起模擬量輸入通道的作用外，其轉換後的數字量保存在片內具有三態輸出的輸出鎖存器中，同時具有通信聯絡及I/O控制的有關信號端，可以直接掛到主機的數據總線及控制總線上去，這樣A/D轉換器也就同時起到了輸入接口的作用，有的書中把A/D轉換器也統稱為接口電路。大多數集成電路D/A轉換器也一樣，都可以直接掛到系統總線上，同時起到輸出接口和D/A轉換的作用。但是在概念上應當注意到兩者之間的聯繫和區別。
在微機控制系統或微機系統中，主機和外圍設備間所交換的信息通常分為數據信息、狀態信息和控制信息三類。
1、數據信息：數據信息是主機和外圍設備交換的基本信息，通常是8位或16位的數據，它可以用並行格式傳送，也可以用串行格式傳送。數據信息又可以分為數字量、模擬量、開關量和脈衝量。
（1）數字量：數字量是指由鍵盤、磁盤機、撥碼開關、編碼器等輸入的信息，或者是主機送給打印機、磁盤機、顯示器、被控對象等的輸出信息。它們是二進制碼的數據或是以ASCII碼錶示的數據或字符（通常為8位的）。
（2）模擬量：來自現場的溫度、壓力、流量、速度、位移等物理量也是一類數據信息。一般通過傳感器將這些物理量轉換成電壓或電流，電壓和電流仍然是連續變化的模擬量，要經過A/D轉換變成數字量，最後送入計算機。反之，從計算機送出的數字量要經過D/A轉換，變成模擬量，最後控制執行機構。所以模擬量代表的數據信息都必須經過變換才能實現交換。
（3）開關量：開關量表示兩個狀態，如開關的閉合和斷開、電動機的啟動和停止、閥門的打開和關閉等。這樣的量只要用一位二進制數就可以表示。
（4）脈衝量：它是一個一個傳送的脈衝列。脈衝的頻率和脈衝的個數可以表示某種物理量。如檢測裝在電機軸上的脈衝信號發生器發出的脈衝，可以獲得電機的轉速和角位移數據信息。
2、狀態信息
狀態信息是外圍設備通過接口向CPU提供的反映外圍設備所處的工作狀態的信息。它作為兩者交換信息的聯絡信號。輸入時，CPU讀取準備好（READY）狀態信息，檢查待輸入的數據是否準備就緒，若準備就緒則讀入數據，未準備就緒就等待。輸出時，CPU讀取忙（BUSY）信號狀態信息，檢查輸出設備是否已處空閒狀態，若為閒狀態則可向外圍設備發送新的數據，否則等待。
3、控制信息
控制信息是CPU通過接口傳送給外圍設備的。控制信息隨外圍設備的不同而不同，有的控制外圍設備的啟動、停止；有的控制數據流向，控制輸入還是輸出；有的作為端口尋址信號等。
閱讀更多 機電工程家園 的文章
