Микроконтролер је чип интегрисаног кола који интегрише језгро микропроцесора, меморију, улазно/излазне уређаје и сат, између осталих функција. Поседује моћне рачунарске и контролне могућности и широко се користи у разним електронским уређајима, као што су кућни апарати, аутомобилска електроника, комуникациона опрема и индустријска аутоматизација.
Основна структура микроконтролера састоји се од следећих главних компоненти:
1. Језгро микропроцесора (ЦПУ): Језгро микроконтролера је микропроцесор, који је одговоран за извршавање инструкција, извођење прорачуна, контролу тока података и управљање периферним уређајима. Уобичајена језгра микроконтролера укључују 8-битне, 16-битне и 32-битне варијанте, као што су Интел 8051 серија и АРМ Цортек-М серија.
2. Меморија: Микроконтролер садржи различите типове меморије која се користи за чување програмских инструкција, података и променљивих. Ово првенствено укључује програмску меморију (РОМ, Фласх), меморију података (РАМ) и непроменљиву меморију (ЕЕПРОМ). Програмска меморија се користи за чување програмског кода и константних података, док се меморија података користи за чување променљивих и података током извршавања програма.
3. Улазно/излазни (И/О) уређаји: Микроконтролери комуницирају са спољним окружењем преко улазних и излазних уређаја. Уобичајени улазни уређаји укључују дугмад, прекидаче и сензоре, док излазни уређаји укључују ЛЕД диоде, зујалице и дисплеје са течним кристалима (ЛЦД). Микроконтролери обично имају више пинова за унос/излаз опште{3}}опште намене (ГПИО) који се могу програмирати да функционишу или као улази или као излази.
4. Коло сата: Микроконтролеру је потребан стабилан сигнал такта да би синхронизовао своје унутрашње операције. Коло сата обезбеђује сигнал такта који се користи за контролу радне брзине и циклуса такта језгра микропроцесора. Уобичајена кола сата укључују кристалне осцилаторе и керамичке резонаторе.
5. Спољни прекиди: Микроконтролер може да прима спољне сигнале, као што су они од дугмади или сензора, преко екстерних окидача прекида. Када се активира екстерни прекид, микроконтролер може да суспендује свој тренутни задатак, изврши рутину услуге прекида и управља екстерним догађајем.
6. Серијски комуникациони интерфејс: Микроконтролери обично имају серијске комуникационе интерфејсе за размену података са другим уређајима. Уобичајени серијски комуникациони интерфејси укључују УАРТ (универзални асинхрони пријемник-предајник), СПИ (серијски периферни интерфејс) и И2Ц (међу-интегрисано коло).
7. Време и контрола: Микроконтролер захтева временско и контролно коло за генерисање различитих контролних сигнала који се користе за координацију рада његових различитих компоненти. Временска и управљачка кола укључују генераторе времена и временска логичка кола.
Горе је описана основна структура микроконтролера. Иако могу постојати мале варијације међу различитим моделима и брендовима, укупна структура остаје углавном иста. Моћне могућности и флексибилност микроконтролера чине их незаменљивом основном компонентом у дизајну уграђеног система.