先看P1口的一位的结构示意图（只画出了输出部份）：从图中能看出，开关的打开和合上代表了管脚输出的高和低，如果开关合上了，则管脚输出就是低，如果开关打开了，则输出高电平，这个开关是由一根线来控制的，这根数据总线是出自于CPU，让我们回想一下，数据总线是一根大家公用的线，很多的器件和它连在一起，在不一样的时候，不一样的器件当然需要不一样的信号，如某一时刻我们让这个管脚输出高电平，并要求保持若干时间，在这段时间里，计算机当然在忙个不停，在与其它器件进行联络，这根控制线上的电平未必能保持原来的值不变，输出就会发生变化了。怎么解决这个问题呢？
　　存储器中是能存放电荷的，我们不妨也加一个小的存储器的单元，并在它的前面加一个开关，要让这一位输出时，就把开关打开，信号就进入存储器的单元，然后马上关闭开关，这样这一位的状态就被保存下来，直到下命令让它把开关再打开为止。这样就能使这一位的状态与别的器件无关了，这么一个小单元，我们给它一个很形象的名字，称之为“锁存器”。
　　输入结构
　　除了输出之外，还有两根线，一根从外部管脚接入，另一根从锁存器的输出接出，分别标明读管脚和读锁存器。这两根线是用于从外部接收信号的，为什么要两根呢？原来，在51单片机中输入有两种方式，分别称为‘读管脚’和‘读锁存器’，种方式是将管脚作为输入，那是真正地从外部管脚读进输入的值，第二种方式是该管脚处于输出状态时，有时需要改变这一位的状态，则并不需要真正地读管脚状态，而只是读入锁存器的状态，然后作某种变换后再输出。
　　请注意输入结构图，如果将这一根引线作为输入口使用，我们并不能保证在任何时刻都能得到正确的结果。参考输入示意图。接在外部的开关如果打开，则应当是输入1，而如果闭合开关，则输入0，但是，如果单片机内部的开关是闭合的，那么不管外部的开关是开还是闭，单片机接受到的数据都是0。可见，要让这一端口作为输入使用，要先做一个‘准备工作’，就是先让内部的开关断开，也就是让端口输出‘1’才行。正因为要先做这么一个准备工作，所以我们称之为“准双向I/O口”。
　　以上是P1口的一位的结构，P1口其它各位的结构与之相同，而其它三个口：P0、P2、P3则除入作为输入输出口之外还有其它用途，所以结构要稍复杂一些，但其用于输入、输出的结构是相同的。看图示。对我们来说，这些附加的功能不必由我们来控制，所以我们就不去关心它了。