Un microcontrôleur est une puce intégrée qui fait souvent partie d’un système embarqué. Il comprend un processeur, une RAM, une ROM, des ports d’E/S et des temporisateurs comme un ordinateur standard, mais comme ils sont conçus pour n’exécuter qu’une seule tâche spécifique pour contrôler un seul système, ils sont beaucoup plus petits et simplifiés pour pouvoir inclure toutes les fonctions requises sur une seule puce. Contrairement à un microprocesseur, qui est une puce à usage général utilisée pour créer un ordinateur ou un appareil multifonction et nécessite plusieurs puces pour gérer diverses tâches, cet appareil est censé être plus autonome et indépendant, et fonctionne comme un minuscule, dédié ordinateur.
Le grand avantage des microcontrôleurs, par opposition à l’utilisation de microprocesseurs plus gros, est que le nombre de pièces et les coûts de conception de l’article contrôlé peuvent être réduits au minimum. Ils sont généralement conçus à l’aide de la technologie de semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire (CMOS), une technique de fabrication efficace qui utilise moins d’énergie et est plus immunisée contre les pointes de puissance que les autres techniques. Plusieurs architectures sont également utilisées, mais l’architecture prédominante est le Complex Instruction Set Computer (CISC), qui permet à la puce de contenir plusieurs instructions de contrôle pouvant être exécutées avec une seule macro-instruction. Certains utilisent une architecture d’ordinateur à jeu d’instructions réduit (RISC), qui implémente moins d’instructions, mais offre une plus grande simplicité et une consommation d’énergie plus faible.
Les premiers contrôleurs étaient généralement construits à partir de composants logiques et étaient généralement assez volumineux. Plus tard, des microprocesseurs ont été utilisés et les contrôleurs ont pu s’adapter à une carte de circuit imprimé. Les microcontrôleurs placent désormais tous les composants nécessaires sur une seule puce. Parce qu’ils contrôlent une seule fonction, certains appareils complexes en contiennent plusieurs.
Ces puces sont devenues courantes dans de nombreux domaines et peuvent être trouvées dans les appareils électroménagers, le matériel informatique et l’instrumentation. Ils ont également de nombreuses utilisations industrielles et sont devenus un élément central de la robotique industrielle. Parce qu’ils sont généralement utilisés pour contrôler un seul processus et exécuter des instructions simples, ils ne nécessitent pas une puissance de traitement importante.
Le marché automobile a été un moteur majeur des microcontrôleurs, dont beaucoup ont été développés pour des applications automobiles. Parce qu’ils doivent résister à des conditions environnementales difficiles, ils doivent être très fiables et durables. Néanmoins, comme leurs homologues, les puces utilisées dans les voitures sont très bon marché et sont capables de fournir des fonctionnalités puissantes qui seraient autrement impossibles ou trop coûteuses à mettre en œuvre.