Mikrokontroler to kompaktowy układ scalony sterujący systemami wbudowanymi. Zawiera procesor, pamięć i urządzenia peryferyjne wejścia/wyjścia na jednym chipie. W przeciwieństwie do komputera ogólnego przeznaczenia, mikrokontroler wykonuje jeden program, często w nieskończoność, z krótkim czasem reakcji i niskim poborem mocy.

Pierwszy mikrokontroler, Intel 4004, pojawił się w 1971 roku. Zawierał 2300 tranzystorów. Dzisiejsze mikrokontrolery zawierają miliony tranzystorów i kosztują mniej niż dolara. Znajdują się w zabawkach, urządzeniach AGD, samochodach i robotach. Robot może używać jednego mikrokontrolera do sterowania silnikiem, drugiego do odczytu czujników, a trzeciego do komunikacji. Komunikują się one ze sobą za pośrednictwem magistrali szeregowych.

Komponenty mikrokontrolera

• CPU: wykonuje instrukcje.
• Pamięć flash: przechowuje program.
• RAM: przechowuje dane tymczasowe.
• GPIO: piny do cyfrowego wejścia i wyjścia.
• Urządzenia peryferyjne: timery, przetworniki ADC, UART, SPI, I2C.

Wybór mikrokontrolera oznacza znalezienie równowagi między szybkością, pamięcią, poborem mocy i kosztem. 8-bitowy ATmega sprawdzi się w przypadku prostego układu śledzącego linię (line follower). 32-bitowy ARM Cortex-M4 z obliczeniami zmiennoprzecinkowymi sprawdzi się lepiej w przypadku kontrolera lotu drona. Wydajność w czasie rzeczywistym jest ważniejsza niż sama prędkość zegara. Mikrokontroler musi reagować na sygnały z czujników w ciągu mikrosekund. Dlatego wiele robotów korzysta z przerwań i bezpośredniego dostępu do pamięci zamiast pętli odpytywania. Mikrokontroler to cichy „koń pociągowy” robotyki. Nie uruchamia systemu operacyjnego. Wykonuje kod, który napędza ruch robota.