单片机的输入/输出和处理对象都是离散的数字量，而在实际应用中，经常会遇到模拟量。这样，在单片机构成的测控或智能仪表等应用系统中，必须先将检测到的连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转换成数字量，才能输入到单片机中进行处理。另一方面，处理结果即数字量经常需要转换成模拟量输出，以实现对被控对象（过程、仪器仪表、设备、装置）的控制。若输入的是非电量的模拟信号，还需经过传感器转换成电信号。把模拟量转换成数字信号的器件称为模数转换器（ADC），把数字信号转换为模拟电信号则是由数模转换器（DAC）来完成的。
模拟量和数字量之间的相互转换，大大扩展了单片机的应用领域，模数转换和数模转换已成为I/O接口设计中最常用的功能。现在很多单片机在片内集成了ADC和DAC，但鉴于在MCS-51系列内部并未集成这两个部件，更重要的是，作为通用技术，掌握A/D和D/ A的接口方法也是很有实用意义的。接口设计的主要任务是根据系统要求选择芯片，然后配置外围电路及器件，并完成软件编程。