Um microcontrolador ( MCU para unidade de microcontrolador , também MC, UC ou μC) é um pequeno computador em um único chip de circuito integrado de VLSI (IC). Um microcontrolador contém uma ou mais CPUs (núcleos de processador) juntamente com a memória e os periféricos programáveis de entrada/saída. A memória do programa na forma de RAM ferroelétrica, nem o Flash ou o OTP ROM também é frequentemente incluído no chip, bem como uma pequena quantidade de RAM. Os microcontroladores são projetados para aplicações incorporadas, em contraste com os microprocessadores usados em computadores pessoais ou outros aplicativos de uso geral que consistem em vários chips discretos.
Na terminologia moderna, um microcontrolador é semelhante, mas menos sofisticado do que um sistema em um chip (SOC). Um SOC pode incluir um microcontrolador como um de seus componentes, mas geralmente o integra com periféricos avançados como uma unidade de processamento de gráficos (GPU), um módulo Wi-Fi ou um ou mais coprocessadores.
Os microcontroladores são usados em produtos e dispositivos controlados automaticamente, como sistemas de controle de motores de automóveis, dispositivos médicos implantáveis, controles remotos, máquinas de escritório, eletrodomésticos, ferramentas elétricas, brinquedos e outros sistemas incorporados. Ao reduzir o tamanho e o custo em comparação com um design que utiliza um microprocessador separado, a memória e os dispositivos de entrada/saída, os microcontroladores tornam econômico controlar digitalmente ainda mais dispositivos e processos.
Alguns microcontroladores podem usar palavras de quatro bits e operar em frequências tão baixas quanto 4 kHz para baixo consumo de energia (miliwatts ou microwatts de dígitos). Eles geralmente têm a capacidade de manter a funcionalidade enquanto aguardam um evento como um botão pressionando ou outra interrupção; O consumo de energia durante o sono (relógio da CPU e a maioria dos periféricos desligados) pode ser apenas nanowatts, tornando muitos deles adequados para aplicações de bateria duradouras. Outros microcontroladores podem atender a funções críticas de desempenho, onde podem precisar agir mais como um processador de sinal digital (DSP), com maiores velocidades de relógio e consumo de energia.