MCS-51单片机具有4个8位的端口，分别为P0、P1、P2、P3。P0、P2口除具有一般I/O口的功能外，P0口在扩展外部程序、数据存储器时具有数据总线和低8位地址总线的功能，P2口在扩展外部程序、数据存储器时具有高8位地址总线的功能；P1口为一般的I/O口；P3口具有一般I/O口和如表1所示的特殊功能。
表1 P3口的特殊功能
MCS-51集成的外围接口包括定时/计数器，串行通信接口。定时/计数器T0、T1可分别定义为定时和计数模式，计数器长度可定义为8位、13位和16位。T1还可定义为串行通信的波特率发生器。串行通信接口可实现全双工的通信，除了8个数据位的异步通信格式外，还可定义为9个数据位的1点对多点的通信模式。
MCS-51具有5个中断源，分别为：外部中断0（入口地址0003H），定时器0（入口地址000BH），外部中断1（入口地址0013H），定时器1（入口地址001BH），串行通信（入口地址0023H）。
MCS-51的最大优点是在集成了外围接口的同时，保持了良好的可扩展性，通过P2口，可产生外部地址总线的高8位，而P0口用时分的方法产生外部地址总线的低8位和外部数据总线。8031采取了程序存储器和数据存储器独立的寻址方法，寻址范围各64K，而I/O访问采用了存储器统一编址的方法。
MCS-51具有很大的灵活性，当内置存储器和外围设备能满足系统的需要时，仅用一个单片即可实现1个系统，当内置的资源不足以实现1个系统时，可通过P0、P2口做系统扩展。图2为89C51通过扩展方式实现的最小系统电原理图，通过P0、P2口产生8位数据总线和16位地址总线。
图2 89C51的最小系统电原理图
图中利用74LS373分离地址数据信号，此系统提供了扩展外围设备必须的8位数据总线、16位地址总线、读写信号、中断申请信号，并提供了1个并行接口（P1口）和定时器、串行通信接口所需的信号。