Un microcontrolador es un circuito integrado compacto que controla sistemas embebidos. Contiene un procesador, memoria y periféricos de entrada/salida en un solo chip. A diferencia de una computadora de propósito general, un microcontrolador ejecuta un único programa, a menudo de forma continua, con una sincronización precisa y un bajo consumo de energía.

El primer microcontrolador, el Intel 4004, apareció en 1971. Tenía 2300 transistores. Los microcontroladores actuales contienen millones de transistores y cuestan menos de un dólar. Se encuentran en juguetes, electrodomésticos, automóviles y robots. Un robot podría usar un microcontrolador para el control de motores, otro para la lectura de sensores y un tercero para la comunicación. Se comunican entre sí mediante buses serie.

Componentes del microcontrolador

• CPU: ejecuta instrucciones.
• Memoria flash: almacena el programa.
• RAM: almacena datos temporales.
• GPIO: pines para entrada y salida digital.
• Periféricos: temporizadores, convertidores analógico-digitales (ADC), UART, SPI, I2C.

Elegir un microcontrolador implica equilibrar velocidad, memoria, potencia y coste. Un ATmega de 8 bits es suficiente para un robot seguidor de línea sencillo. Un ARM Cortex-M4 de 32 bits con aritmética de punto flotante es mejor para un controlador de vuelo de drones. El rendimiento en tiempo real es más importante que la velocidad de reloj bruta. El microcontrolador debe responder a las entradas de los sensores en microsegundos. Por eso, muchos robots utilizan interrupciones y acceso directo a memoria en lugar de bucles de sondeo. El microcontrolador es el motor silencioso de la robótica. No ejecuta un sistema operativo; ejecuta el código que hace que el robot se mueva.