PCI總線是一種地址和數據復用的總線，即地址和數據占用同一組信號線AD。PCI總線的所有信號都與時鐘信號同步，及所有的信號的變化都發生在時鐘的上升沿，或者在時鐘上升沿進行采樣。

如下圖所示，除了時鐘信號CLK和數據地址復用信號AD之外，PCI總線至少還應包括FRAME#（用于表示一次數據傳輸的起始）、C/BE#（Command/Byte Enable）、IRDY#（Initiator Ready for data）、TRDY#（Target ready）、DESEL#（Device Selec，片選信號，用于選擇PCI設備）和GNT#（Grant）信號等。

注：完整的信號時序圖，請參考PCI Spec。信號名后面的#表示該信號低電平有效。

下面來介紹一個簡單的例子，主機接收來自特定從機的數據。

在第一個時鐘上升沿，FRAME#和IRDY#都為inactiv表明總線當前處于空閑狀態。與此同時，某個設備的GNT#信號處于active，表明總線總裁器已經選定當前設備為下一個initiator（可以理解為主機）。

在第二個時鐘上升沿，FRAME#被initiator拉低，表明新的事務（Transaction）已經開始。與此同時，地址和命令被依次發送到AD上，總線上面的所有其他設備（從機）都會鎖存這些信息，并檢查地址和命令是否與自己匹配。

在第三個時鐘上升沿，IRDY#處于active狀態，表明主機準備就緒，可以接收數據了。AD信號上的旋轉的箭頭表示AD信號目前處于三態狀態（處于輸出和輸入的轉換狀態），即Turn‐around cycle。需要注意的是，此時的TRDY#應當處于inactive狀態，以保證Turn‐around cycle順利進行。

在第四個時鐘上升沿，PCI總線上的某個從機確認身份，并依次將DEVSEL#信號和TRDY#拉低，并將相應的數據輸出到AD上。此時，FRAME#信號為active狀態，表明這并不是最后一個數據。

在第五個時鐘上升沿，TRDY#處于inactive狀態，表明從機尚未就緒，因此所有的操作暫緩一個時鐘周期（或者說插入了一個Wait State）。PCI總線最多允許8個這樣的Wait State。

在第六個時鐘上升沿，從機向主機發送第二個數據。此時，FRAME#信號依舊為active狀態，表明這并不是最后一個數據。

在第七個時鐘上升沿，IRDY#處于inactive狀態，表明主機尚未就緒，再次插入一個Wait State。但是此時從機依舊可以向AD上發送數據。

在第八個時鐘上升沿，AD上的第三個數據被發送至主機，由于此時FRAME#信號被拉高，即inactive，表明這是本次事務（Transaction）的最后一個數據。此后，所有的控制信號均被拉高，處于inactive狀態，AD、FRAME#和C/BE#處于三態狀態。

信號時序