MCS-51有4组8位I/O口：P0、P1、P2和P3口，P1、P2和P3为准双向口，P0口则为双向三态输入输出口，下面咱们别离介绍这几个口线。
一、P0口和P2口
图1和图2为P0口和P2口其间一位的电路图。由图可见，电路中包括一个数据输出锁存器（D触发器）和两个三态数据输入缓冲器，别的还有一个数据输出的驱动（T1和T2）和操控电路。这两组口线用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口，而不能象P1、P3直接用作输出口。它们一同能够作为外部地址总线，P0口身兼两职，既可作为地址总线，也可作为数据总线。
图1 单片机P0口内部一位结构图
图2 单片机P0口内部一位结构图
P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8-AB15，P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。外部的程序存储器由PSEN信号选通，数据存储器则由WR和RD读写信号选通，因为2^16=64k，所以MCS-51最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器。
二、P1口
图3为P1口其间一位的电路图，P1口为8位准双向口，每一位均可独自界说为输入或输出口，当作为输进口时，1写入锁存器，Q(非)=0，T2截止，内上拉电阻将电位拉至”1″，此刻该口输出为1，当0写入锁存器，Q(非)=1,T2导通，输出则为0。
图3 单片机P2口内部一位结构图
作为输进口时，锁存器置1，Q(非)=0，T2截止，此刻该位既能够把外部电路拉成低电平，也可由内部上拉电阻拉成高电平，正因为这个原因，所以P1口常称为准双向口。
需求阐明的是，作为输进口运用时，有两种状况:
1.首先是读锁存器的内容，进行处理后再写到锁存器中，这种操作即读—修正—写操作，象JBC(逻辑判别)、CPL(取反)、INC(递加)、DEC(递减)、ANL(与逻辑)和ORL(逻辑或)指令均归于这类操作。
2.读P1口线状况时，翻开三态门G2,将外部状况读入CPU。
三、P3口
P3口的电路如图4所示，P3口为准双向口，为习惯引脚的第二功用的需求，增加了第二功用操控逻辑，在真实的运用电路中，第二功用显得更为重要。因为第二功用信号有输入输出两种状况，咱们别离加以阐明。
图4 单片机P0口内部一位结构图
P3口的输入输出及P3口锁存器、中止、守时/计数器、串行口和特别功用寄存器有关，P3口的榜首功用和P1口相同可作为输入输出端口，相同具有字节操作和位操作两种方法，在位操作形式下，每一位均可界说为输入或输出。
咱们侧重评论P3口的第二功用，P3口的第二功用各管脚界说如下：
·P3.0 串行输进口(RXD)
·P3.1 串行输出口(TXD)
·P3.2 外中止0(INT0)
·P3.3 外中止1(INT1)
·P3.4 守时/计数器0的外部输进口(T0)
·P3.5 守时/计数器1的外部输进口(T1)
·P3.6 外部数据存储器写选通(WR)
·P3.7 外部数据存储器读选通(RD)
关于第二功用为输出引脚，当作I/O口运用时，第二功用信号线应坚持高电平，与非门注册，以保持从锁存器到输出口数据输出通路四通八达。而当作第二功用口线运用时，该位的锁存器置高电平，使与非门对第二功用信号的输出是疏通的，然后完成第二功用信号的输出。关于第二功用为输入的信号引脚，在口线上的输入通路增设了一个缓冲器，输入的第二功用信号即从这个缓冲器的输出端获得。而作为I/O口线输入端时，取自三态缓冲器的输出端。这样，不管是作为输进口运用仍是第二功用信号输入，输出电路中的锁存器输出和第二功用输出信号线均应置“1”。
四、IO口作业原理
1. P0作为地址数据总线时，T1和T2是一同作业的,构成推挽结构。高电平时，T1翻开，T2截止；低电平时，T1截止，T2翻开。这种状况下不必外接上拉电阻.并且,当T1翻开,T2截止,输出高电平的时分,因为内部电源直接经过T1输出到P0口线上,因而驱动才能(电流)能够很大,这便是为什么教科书上说能够”驱动8个TTL负载”的原因。
2. P0作为一般端口时，T1就永久的截止，T2依据输出数据0导通和1截止，导通时拉地，当然是输出低电平；要输出高电平，T2就截止，P0口就没有输出了，(留意,这种状况便是所谓的高阻浮空状况),假如加上外部上拉电阻，输出就变成了高电平1。
3. 其他端口P1、P2和P3,在内部直接将P1口中的T1换成了上拉电阻,所以不必外接，但内部上拉电阻太大，电流太小，有时因为电流不行，也会再并一个上拉电阻。
4. 在某个时间,P0口上输出的是作为总线的地址数据信号仍是作为一般I/O口的电平信号,是依托多路开关MUX来切换的。而MUX的切换,又是依据单片机指令来区别的。当指令为外部存储器/IO口读/写时,比方 MOVX A,@DPTR ,MUX是切换到地址/数据总线上；而当一般MOV传送指令操作P0口时,MUX是切换到内部总线上的。
5. P0、P1、P2、P3口用于输入时，需求写1使IO下拉的MOS管截止，避免MOS管导通将输入拉底为0，当一向用于输入时不必置1（先运用该IO输出，该IO锁存器里可能是0，再用该IO输入则会使MOS管导通），将IO写1后，该IO锁存器不会变了，所以再一向用于输入不必置1。p0用于地址数据线时输入不必写1，因为MUX没和锁存器相连。
PS:
Because Ports 1, 2, and 3 have fixed internal pullups, they are sometimes called “quasi- bidirectional” ports.
因为端口1、2、3有固定的内部上拉,所以有时分他们被称为”准双向”口。
Port 0, on the other hand, is considered “true” bidirectional, because when configured as an input it floats.
端口0, 从别的一方面来说,就被 认为是”真实的”双向,因为当它被设置为输入的时分是浮空(高阻态)的。
五、P0口上拉电阻挑选
假如是驱动led，那么用1K左右的就行了。假如期望亮度大一些，电阻可减小，最小不要小于200欧姆，不然电流太大；假如期望亮度小一些，电阻可增大，增加到多少呢，主要看亮度状况，以亮度适宜为准，一般来说超越3K以上时，亮度就很弱了，可是关于超高亮度的LED，有时分电阻为10K时觉得亮度还能够用。我一般就用1k的。
关于驱动光耦合器，假如是高电位有用，即耦合器输入端接端口和地之间，那么和LED的状况是相同的；假如是低电位有用，即耦合器输入端接端口和VCC之间，那么除了要串接一个1——4.7k之间的电阻以外，一起上拉电阻的阻值就能够用的特别大，用100k~500K之间的都行，当然用10K的也能够，可是考虑到省电问题，没有必要用那么小的。
关于驱动晶体管，又分为PNP和NPN管两种状况：关于NPN，毫无疑问NPN管是高电平有用的，因而上拉电阻的阻值用2K~20K之间的，详细的巨细还要看晶体管的集电极接的是什么负载，关于LED类负载，因为发管电流很小，因而上拉电阻的阻值能够用20k的，可是关于管子的集电极为继电器负载时，因为集电极电流大，因而上拉电阻的阻值最好不要大于4.7K，有时分乃至用2K的。关于PNP管，毫无疑问PNP管是低电平有用的，因而上拉电阻的阻值用100K以上的就行了，且管子的基极有必要串接一个1~10K的电阻，阻值的巨细要看管子集电极的负载是什么，关于LED类负载，因为发光电流很小，因而基极串接的电阻的阻值能够用20k的，可是关于管子的集电极为继电器负载时，因为集电极电流大，因而基极电阻的阻值最好不要大于4.7K。
关于驱动TTL集成电路，上拉电阻的阻值要用1~10K之间的，有时分电阻太大的话是拉不起来的，因而用的阻值较小。可是关于CMOS%&&&&&%上拉电阻的阻值就能够用的很大，一般不小于20K，我一般用100K的，实际上关于CMOS电路，上拉电阻的阻值用1M的也是能够的，可是要留意上拉电阻的阻值太大的时分，简单发生搅扰，尤其是线路板的线条很长的时分，这种搅扰更严峻，这种状况下上拉电阻不宜过大，一般要小于100K，有时分乃至小于10K。
