Un microcontroler este un circuit integrat compact care controlează sistemele încorporate. Acesta conține un procesor, memorie și periferice de intrare/ieșire pe un singur cip. Spre deosebire de un computer de uz general, un microcontroler rulează un singur program, adesea la nesfârșit, cu temporizare strânsă și consum redus de energie.

Primul microcontroler, Intel 4004, a apărut în 1971. Avea 2.300 de tranzistoare. Microcontrolerele de astăzi conțin milioane de tranzistoare și costă mai puțin de un dolar. Acestea se găsesc în jucării, electrocasnice, mașini și roboți. Un robot ar putea folosi un microcontroler pentru controlul motorului, un altul pentru citirea senzorilor și un al treilea pentru comunicare. Acestea comunică între ele prin magistrale seriale.

Componente ale microcontrolerului

• CPU: execută instrucțiuni.
• Memoria flash: stochează programul.
• RAM: stochează date temporare.
• GPIO: pini pentru intrare și ieșire digitală.
• Periferice: temporizatoare, ADC-uri, UART, SPI, I2C.

Alegerea unui microcontroler înseamnă echilibrarea vitezei, memoriei, puterii și costului. Un ATmega pe 8 biți este potrivit pentru un simplu dispozitiv de urmărire a liniei. Un ARM Cortex-M4 pe 32 de biți cu matematică în virgulă mobilă este mai bun pentru un controler de zbor al unei drone. Performanța în timp real contează mai mult decât viteza brută a ceasului. Microcontrolerul trebuie să răspundă la intrările senzorilor în câteva microsecunde. De aceea, mulți roboți folosesc întreruperi și acces direct la memorie în loc de bucle de interogare. Microcontrolerul este calul de muncă silențios al roboticii. Nu rulează un sistem de operare. Rulează codul care face robotul să se miște.