輸入/輸出接口與主機內部所有模塊的連接是通過計算機的系統總線完成的，接口與外部設備連接的部分則是系統總線通過接口向外的延伸，它是采用標準的接口實現連接的。通常，稱它為外部接口。相對內部總線，它又被稱為外總線。

按數據傳送方式，外部接口分為串行接口和并行接口，簡稱為串口和并口。隨著計算機在多媒體技術領域的廣泛應用，外設與主機間的高速的并且大數據流的傳送需求，推動了接口技術的發展，原來由傳統的串、并口完成的功能現在已經越來越多地被新的接口類型所替代。

1．串行接口

串行接口又稱之為通信口或COM端口，主要用于需要與系統進行雙向通信的設備。由于系統總線中的數據均為并行數據，輸出的數據必須在串行接口中進行并行數據到串行數據的轉換，反之，輸入的數據必須在串行接口中進行串行數據到并行數據的轉換。

串行接口只需要一對信號線來傳輸數據，主要用于傳輸速度不高，傳輸距離較長的場合。目前幾乎所有計算機都采用EIA RS-232C作為串行接口標準，它包括了按位串行傳輸的電氣和機械方面的規定。完整的RS-232C接口有25根線，采用一個25芯插頭座，但大多數情況下只需使用其中的3至5根即可正常工作，其中最主要的是“發送數據”和“接收數據”線，它們用來在兩個系統之間串行傳送信息，傳送速率在50、75至19200bps之間。

對串行接口的使用是通過對其控制寄存器和狀態寄存器進行的。先由主機對串行接口的控制寄存器中發出指令，設置好串行接口的工作方式，如同步還是異步、數據傳送速率、奇偶校驗方式以及字符長度等，然后，再發送命令使之開始工作。數據傳送期間，主機可根據狀態寄存器了解串口的工作狀態，并據此確定下一步操作。

這里以Intel公司的8251芯片為例來說明串行接口芯片的組成和用法，Intel 8251的結構如下圖所示。從圖中可以看到，它由接收器、發送器、調制解調控制、讀/寫控制邏輯和I/O緩沖器等5部分組成。其中I/O緩沖器又可細劃為狀態緩沖器、發送數據/命令緩沖器和接收數據緩沖器3部分。從使用角度看，由于Intel 8251是一個可編程的多功能通訊接口電路，在使用前必須用方式指令和命令指令對其初始化操作。

方式指令是把規定的8位信息（D7～D0）送入控制寄存器，以指定其工作方式。其中D1和D0確定了同步傳送或異步傳送的方式及其波特率，D3和D2確定了每個字符的長度，D5和D4確定了對奇偶校驗位的規定，D7和D6在異步方式下確定了對停止位的規定及在同步方式下的具體規定。

命令指令是把規定的8位信息（D7～D0）送入控制寄存器，以使其進入運行狀態，能執行發送或接收數據的操作。其中D0位為TxEN（允許發送位，為1允許發送，為0禁止發送），D1位為DTR（數據終端準備好，為1時，將迫使 /DTR輸出為0），D2位為RxE（允許接收位，為1允許接收，為0禁止接收），D3位為SBBK（發送中止字符，為1迫使TxD為低，為0正常工作），D4位為ER（錯誤標志復位，為1使PE、OE、FE復位），D5位為RTS（請求發送，為1迫使/RTS輸出為低），D6位為IR（內部復位，為1使8251返回到方式指令格式），D7位為EH（同步傳送時，使8251進入搜索方式，為1允許搜索同步字符）。如何在程序中使用串行接口將到輸入輸出方式一節說明。

2．并行接口

串行接口按位傳送數據，傳送速率較低，且由于主機是按字或字節處理數據，使用串行接口時需要進行并行到串行的轉換。對速度較高的設備，如打印機等，采用并行數據傳送方式比較合適。我們以Intel公司的8255芯片來說明并行接口的組成和用法。

如下圖所示的Intel 8255A是一種典型的并行輸入/輸出芯片。它有24根輸入/輸出信號線，在IBM PC/AT中，曾作為連接鍵盤、開關、喇叭等的接口。

通過對8255A芯片內的狀態寄存器寫入命令，可使它完成許多功能。但最簡單的使用是如圖中所示的把它作為三個互相獨立的端口A、B和C，這里的每個端口都對應了一個8位的鎖存寄存器。要設置某個端口的信號，CPU僅僅需要在數據線上發出并保持一個8位的數據，直到成功地改寫了該端口對應的寄存器。為把某個端口用作輸入端口，CPU只需要讀入對應寄存器的數據。

8255A的另外一種操作模式可以用來和外部設備進行“握手”。例如，為輸出數據到某個無法隨時接收數據的設備，8255A可以把數據放到某個輸出端口，然后等待設備發過來的脈沖，表示設備已經接收了當前數據，并準備接收下一個數據。鎖定這些脈沖信號并將其送往CPU所必需的邏輯電路已經包括在8255A的硬件中。

從8255A的功能圖中我們可以看到，除了三個端口的24根信號線之外，它還有8根直接和數據總線相連的信號線、片選信號線、讀信號線和寫信號線、兩根地址信號線、以及用來初始化芯片的信號線。兩根信號線用于選定分別對應于端口A、B、C和狀態寄存器的四個內部寄存器之一。狀態寄存器用來指定哪個端口用于輸入，哪個端口用于輸出，或者是其它功能。一般情況下，兩根地址信號和地址總線的低兩位連接。

3．USB

USB中文名稱是通用串行總線，但它不是一種新的總線標準，而是應用在PC領域的接口技術。它的出現使很多外設不再需要專用的接口，從而大大節省了重要的系統資源。

從1994年發表了USBV0.7版本以后，到現在已經發展為3.0版本，成為目前電腦中的標準擴展接口。目前主板中主要是采用USB2.0和USB3.0，各USB版本間能很好的兼容。USB2.0協議可以提供速率為480Mbps的全雙工高速傳輸，而USB3.0協議可以提供高達5Gbps全雙工高速傳輸。USB用一個4針插頭作為標準插頭，采用菊花鏈形式可以把所有的外設連接起來，最多可以連接127個外部設備，并且不會損失帶寬。USB需要主機硬件、操作系統和外設三個方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持USB功能的控制芯片組，主板上也安裝有USB接口插座，而且除了背板的插座之外，主板上還預留有USB插針，可以通過連線接到機箱前面作為前置USB接口以方便使用。而且USB接口還可以通過專門的USB連機線實現雙機互連，并可以通過Hub擴展出更多的接口。USB具有傳輸速度快，使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨立供電等優點，可以連接鼠標、鍵盤、打印機、掃描儀、手機、數碼相機、移動硬盤等幾乎所有的外部設備。

4．IEEE1394

IEEE1394以前稱之為火線（Fire wire），是1986年由蘋果電腦公司針對高速數據傳輸所開發的一種傳輸介面，并于1995年獲得美國電機電子工程師協會（IEEE）認可，成為正式標準。IEEE1394可以在一個端口上連接多達63個設備，設備間采用樹形或菊花鏈拓撲結構。

IEEE1394標準定義了兩種總線模式，即：Backplane模式和Cable模式。其中Backplane模式支持12.5、25、50Mb/s的傳輸速率；Cable模式支持100、200、400Mb/s的傳輸速率。早期的IEEE1394a標準已經達到了200Mb/s的傳輸速率，目前最新的IEEE1394b標準能達到800Mb/s的傳輸速率。

IEEE1394是橫跨PC及家電產品平臺的一種通用界面，適用于大多數需要高速數據傳輸的產品，如高速外置式硬盤、DVD-ROM、掃描儀、打印機、數碼相機、攝影機等。IEEE1394分為有供電功能的6針A型接口和無供電功能的4針B型接口。A型接口可以通過轉接線兼容B型，但是B型轉換成A型后則沒有供電的能力。6針的A型接口在Apple的電腦和周邊設備上使用很廣，而在消費類電子產品以及PC上多半都是采用的簡化過的4針B型接口，需要配備單獨的電源適配器。
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