典型的MCS-51單片機有四個雙向8位I/O口，分別記作P0、P1、P2、P3，每一個口都由口鎖存器、輸入緩沖器/輸出驅動器所組成。下圖別給出了P0、P1、P2、P3口的1位的結構框圖。

P0~P3的口鎖存器結構都是一樣的，P0~P3口的每一位口鎖存器都是一個D觸發(fā)器，復位以后的初態(tài)為1。但輸入緩沖器和輸出驅動器的結構有差別。CPU通過內部總線把數(shù)據(jù)寫入口鎖存器。CPU對口的讀操作有兩種：一種是讀-修改-寫指令（例如ANLP1，#0FEH），讀口鎖存器的狀態(tài)，此時口鎖存器的狀態(tài)由Q端通過上面的三態(tài)輸入緩沖器送到內部總線。另一種是讀指令（例如MOVA，P1），CPU讀取口引腳上的外部輸入信息，這時引腳狀態(tài)通過下面的三態(tài)輸入緩沖器傳送到內部總線。

P1、P2和P3口內部有拉高電路，稱為準雙向口。

P0口內部沒有拉高電路，是三態(tài)雙向I/O口。

P1、P2、P3口可以驅動四個LSTTL電路，P0口可以驅動八個LSTTL電路。

P0、P1、P2、P3都是并行I/O口，都可用于數(shù)據(jù)的輸入/輸出傳送，但P0、P2口可作為并行擴展總線。P0口可作為地址/數(shù)據(jù)復用線使用，輸送系統(tǒng)的低8位地址和8位數(shù)據(jù)，因此多路開關的一個輸入端為“地址/數(shù)據(jù)”信號。而P2口僅作為高位地址線使用，不涉及數(shù)據(jù)，所以多路開關的一個輸入信號為“地址”。

P3口的口線具有第二功能，為系統(tǒng)提供一些控制信號。因此在P3口電路中增加了第二功能控制邏輯。這是P3口與其它各不同之處。