設備控制器的基本功能
控制器的作用是控制和協調整個計算機的動作控制通常需要程式計數器（PC）、指令暫存器（IR）、指令解碼器（ID）、定時與控制電路以及脈衝源、中斷等共同完成。控制器由:指令暫存器Instruction Register、指令解碼器Instruction Decoder、定時與控制電路Programmable Logic Array、程式計數器Program Counter、標誌暫存器Flags Register、堆疊和堆疊指針Stack Pointer、暫存器組等構成。
接收和識別命令
設備控制器的組成CPU可以向控制器傳送多種不同的命令，設備控制器應能接收並識別這些命令。為此，在控制器中應具有相應的控制暫存器，用來存放接收的命令和參數，並對所接收的命令進行解碼。例如，磁碟控制器可以接收CPU發來的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數；相應地，在磁碟控制器中有多個暫存器和命令解碼器等。
數據交換
這是指實現CPU與控制器之間、控制器與設備之間的數據交換。對於前者，是通過數據匯流排，由CPU並行地把數據寫入控制器，或從控制器中並行地讀出數據；對於後者，是設備將數據輸入到控制器，或從控制器傳送給設備。為此，在控制器中須設定數據暫存器。
標識和報告設備的狀態
控制器應記下設備的狀態供CPU了解。例如，僅當該設備處於傳送就緒狀態時，CPU才能啟動控制器從設備中讀出數據。為此，在控制器中應設定一狀態暫存器，用其中的每一位來反映設備的某一種狀態。當CPU將該暫存器的內容讀入後，便可了解該設備的狀態。
地址識別
就像記憶體中的每一個單元都有一個地址一樣，系統中的每一個設備也都有一個地址，而設備控制器又必須能夠識別它所控制的每個設備的地址。此外，為使CPU能向(或從)暫存器中寫入(或讀出)數據，這些暫存器都應具有唯一的地址。例如，在IB-MPC機中規定，硬碟控制器中各暫存器的地址分別為320～32F之一。控制器應能正確識別這些地址，為此，在控制器中應配置地址解碼器。
數據緩衝
由於I/O設備的速率較低而CPU和記憶體的速率卻很高，故在控制器中必須設定一緩衝器。在輸出時，用此緩衝器暫存由主機高速傳來的數據，然後才以I/O設備所具有的速率將緩衝器中的數據傳送給I/O設備；在輸入時，緩衝器則用於暫存從I/O設備送來的數據，待接收到一批數據後，再將緩衝器中的數據高速地傳送給主機。
差錯控制
設備控制器還兼管對由I/O設備傳送來的數據進行差錯檢測。若發現傳送中出現了錯誤，通常是將差錯檢測碼置位，並向CPU報告，於是CPU將本次傳送來的數據作廢，並重新進行一次傳送。這樣便可保證數據輸入的正確性。
設備控制器的組成
設備控制器與處理機的接口
該接口用於實現CPU與設備控制器之間的通信。共有三類信號線: 數據線、地址線和控制線。數據線通常與兩類暫存器相連線，第一類是數據暫存器(在控制器中可以有一個或多個數據暫存器，用於存放從設備送來的數據(輸入)或從CPU送來的數據(輸出))；第二類是控制/狀態暫存器(在控制器中可以有一個或多個這類暫存器，用於存放從CPU送來的控制信息或設備的狀態信息)。
設備控制器與設備的接口
在一個設備控制器上，可以連線一個或多個設備。相應地，在控制器中便有一個或多個設備接口，一個接口連線一台設備。在每個接口中都存在數據、控制和狀態三種類型的信號。控制器中的I/O邏輯根據處理機發來的地址信號去選擇一個設備接口。
I/O邏輯
在設備控制器中的I/O邏輯用於實現對設備的控制。它通過一組控制線與處理機互動，處理機利用該邏輯向控制器傳送I/O命令；I/O邏輯對收到的命令進行解碼。每當CPU要啟動一個設備時，一方面將啟動命令傳送給控制器；另一方面又同時通過地址線把地址傳送給控制器，由控制器的I/O邏輯對收到的地址進行解碼，再根據所譯出的命令對所選設備進行控制。
