微控制器是一种用于控制嵌入式系统的紧凑型集成电路。它将处理器、存储器和输入/输出外设集成在单个芯片上。与通用计算机不同，微控制器通常运行一个程序，而且往往可以持续运行，具有严格的时序控制和低功耗的特点。

第一台微控制器——英特尔4004——于1971年问世，它拥有2300个晶体管。如今的微控制器集成了数百万个晶体管，价格却不到一美元。它们被广泛应用于玩具、家用电器、汽车和机器人等领域。例如，一个机器人可能使用一个微控制器来控制电机，另一个用于读取传感器数据，还有一个用于通信。它们之间通过串行总线进行通信。

微控制器组件

• CPU：执行指令。
• 闪存：存储程序。
• RAM：存储临时数据。
• GPIO：用于数字输入和输出的引脚。
• 外设：定时器、ADC、UART、SPI、I2C。

选择微控制器意味着要在速度、内存、功耗和成本之间取得平衡。对于简单的循线机器人来说，8 位 ATmega 就足够了。而对于无人机飞行控制器来说，具备浮点运算功能的 32 位 ARM Cortex-M4 则更为理想。实时性能比原始时钟频率更为重要。微控制器必须在微秒级内响应传感器输入。这就是为什么许多机器人使用中断和直接内存访问（DMA）而不是轮询循环的原因。微控制器是机器人系统中默默无闻的“主力军”。它不运行操作系统，而是运行控制机器人运动的代码。