Um microcontrolador é um circuito integrado compacto que controla sistemas embebidos. Contém um processador, memória e periféricos de entrada/saída num único chip. Ao contrário de um computador de uso geral, um microcontrolador executa um único programa, geralmente de forma contínua, com uma temporização precisa e um baixo consumo de energia.

O primeiro microcontrolador, o Intel 4004, surgiu em 1971. Tinha 2.300 transístores. Os microcontroladores de hoje contêm milhões de transístores e custam menos de um dólar. Estão presentes em brinquedos, eletrodomésticos, carros e robôs. Um robô pode utilizar um microcontrolador para controlar os motores, outro para ler os sensores e um terceiro para a comunicação. Comunicam entre si por meio de barramentos seriais.

Componentes de microcontrolador

• CPU: executa instruções.
• Memória flash: armazena o programa.
• RAM: armazena dados temporários.
• GPIO: pinos para entrada e saída digital.
• Periféricos: temporizadores, ADCs, UART, SPI, I2C.

Escolher um microcontrolador significa equilibrar velocidade, memória, consumo de energia e custo. Um ATmega de 8 bits é suficiente para um seguidor de linha simples. Um ARM Cortex-M4 de 32 bits com matemática de ponto flutuante é o melhor para um controlador de voo de drone. O desempenho em tempo real importa mais do que a velocidade bruta do relógio. O microcontrolador necessita de responder às entradas dos sensores em microssegundos. É por isso que muitos robôs utilizam interrupções e acesso direto à memória em vez de loops de polling. O microcontrolador é o motor silencioso da robótica. Não executa um sistema operacional. Executa o código que faz o robô mover-se.