外部信號多為模擬信號比如電壓、溫度、壓力、電流等，單片機只能處理數字信號，當單片機采集外部信號時需要一個將模擬信號轉為數字信號的過程，這就需要用到ADC模數轉換器，如果需要將數字信號轉換成模擬信號則需要用到DAC數模轉換器。信號有時是連續的，有時是分散的，連續變化的信號就是模擬信號，分散變化的信號是數字信號，一般我們將模擬信號用字母A表示，數字信號用字母D表示。
模擬信號的電路簡單，分辨率高，但是抗干擾能力弱；數字信號抗干擾能力強，便于儲存、處理和交換數據，且可以進行加密處理，保證信息傳輸的安全性。二者的區別在于轉換方向不同，A/D是模擬量轉換成數字量，需要用到模數轉換器ADC，它是輸入通道的核心；D/A是數字量轉換成模擬量，需要用到數模轉換器DAC，將數字量轉換成直流電壓或直流電流等模擬量，可以實現對生產過程的自動控制。

ADC模數轉換需要經過采樣、存儲保持、量化和編碼四個步驟，采樣中通過運算放大器放大信號、濾波電路去除干擾信號，采集模擬量；然后將采樣的結果進行存儲，保持輸入信號不變；再通過A/D轉換器將采樣的模擬值轉化為數字量；量化后的數值用二進制碼表示出來。A/D轉換有多個輸入通道，使用多路開關可以實現AD多路使用，提高硬件利用率。
DAC數模轉換包括儲存器、切換開關、基準電壓、權電阻網絡和運放放大器，儲存器保存輸入的數字量，通過開關控制將數字量轉換為模擬量輸出，基準電壓為模擬量提供電壓參考，數字量經過權電阻網絡被轉換成大小等比例的電流信號，運算放大器把電流信號進一步轉換為電壓信號輸出。其中基準電壓和權電阻網絡是關鍵，基準電壓越大可輸出的模擬量的范圍越大。
模數轉換器可以分為雙積分型A/D轉換器、跟蹤計數式A/D轉換器、逐次逼近式A/D轉換器；數模轉換器可以分為權電阻D/A轉換器、電阻網絡D/A轉換器和補充 D/A轉換器。不論是模數轉換器還是數模轉換器都需要考慮分辨率、精度、轉換速率、采樣時間、線性誤差、溫度系數等性能指標問題都影響到轉換。
ADC模數轉換和DAC數模轉換打開了計算機與模擬信號的大門，是模擬系統和數字系統溝通的橋梁，提高了計算機系統的應用范圍，為信號處理提供了無限可能。