四、P3口
P3口的口线逻辑电路如图2-19所示。
图2-19 P3口某位结构
P3口的特点在于，为适应引脚信号第二功能的需要，增强了第二功能控制逻辑。对比P1口的结构图不难看出，P3口与P1口的差别在于多了“与非”门和缓冲器3。正是这两部分，使得P3口除了具有P1口的准双向I/O功能之外，还可以使用各引脚所具有的第二功能。“与非”门的作用实际上是一个开关，决定是输出锁存器Q端数据，还是输出第二功能（W）的信号。当W=1时，输出Q端信号；当Q=1时，可输出W线信号。编程时，不必事先由软件设置P3口为第一功能（通用I/O口）还是第二功能。当CPU对P3口进行SFR寻址（位或字节）访问时，由内部硬件自动将第二功能输出线W置“1”，这时，P3口为通用I/O口。当CPU不对P3口进行SFR寻址（位或字节）访问时，即用作第二功能输出/输入线时，由内部硬件使锁存器Q=1。
1.P3口用作通用I/O口
工作原理与P1口类似。当把P3口作为通用I/O口进行SFR寻址时，“第二输出功能端W”保持高电平，打开“与非”门，所以，D锁存器输出端Q的状态可通过“与非”门送至FET场效应管输出。这是用作通用I/O口输出的情况。
当P3口作为输入使用（即CPU读引脚状态）时，同P0～P2口一样，应由软件向口锁存器先写“1”，即使D锁存器Q端保持为“1”，“与非”门输出为“0”，FET场效应管截止，引脚端可作为高阻输入。当CPU发出读命令时，使缓冲器2上的“读引脚”信号有效，三态缓冲器2开通。于是引脚的状态经缓冲器3（常开）、缓冲器2送到CPU内部总线。
2.P3口用作第二功能
当端口用于第二功能时，八个引脚可按位独立定义，见表2-10。
表2-10 P3各口线与第二功能表
第二功能信号有输入和输出两类，以下分两种情况加以说明。
对于第二功能为输出的信号引脚，该位的D锁存器Q应被内部硬件自动置“1”，使“与非”门对“第二功能信号W”的输出是畅通的，从而实现第二功能信号的输出。“第二功能信号W”可为表2-11中的TXD、
或
这三个输出功能引脚。例如，P3.7位被选择为
功能，则该位的W线上的
控制信号状态通过“与非”门和FET输出到引脚端。
对于第二功能为输入的信号引脚时，在口线的输入通路上增加了一个缓冲器3，输入的第二功能信号就从这个缓冲器的输出端取得，而输出电路中的D锁存器Q和第二功能输出信号线W都应该保持高电平。
可见，当MCS-51单片机执行输出操作时，CPU通过内部总线把数据写入锁存器，而执行输入（读端口）操作却有两种方式：当执行的是读锁存器指令时，CPU发出读锁存器信号，此时锁存器状态由D触发器的Q端经锁存器上面的三态输入缓冲器1（图2-16～图2-19）送入内部总线；如果执行的是读端口引脚指令，则CPU发出的是读引脚控制信号，直接读取端口引脚上的外部输入信息，此时引脚状态经三态输入缓冲器3送入内部总线。
在MCS-51单片机无片外扩展存储器的系统中，这四个端口都可以作为准双向通用I/O口使用。在具有片外扩展存储器的系统中，P0口为双向总线，分时输出低8位地址和输入/输出数据；P2口输出高8位地址。