Mikrodenetleyici
Daha çok entegrasyon

Mikrodenetleyiciler, CPU ile aynı çipte RAM ve kalıcı olmayan belleği birleştikleri için harici bir adres veya veriyolu uygulayamayabilirler. Daha az pin kullanılarak çip çok daha küçük ve daha ucuz bir pakete yerleştirilebilir.
Belleği ve diğer çevre birimlerini tek bir çipde tümleştirmek ve bunları bir birim olarak denemek o çipin maliyetini artırır ama genellikle bütün olarak gömülü sistemin net maliyetinin düşmesine neden olur. Entegre çevre birimli bir CPU'nun maliyeti, bir CPU ve harici çevre birimlerinin maliyetinden biraz daha fazla olsa bile, daha az çipe sahip olmak daha küçük ve daha ucuz devre kartına yol açar ve bitmiş montaj için hata oranını düşürme eğiliminin yanı sıra devre kartını takmak ve denemek için gereken işçiliği azaltır.
Mikrodenetleyici, genellikle aşağıdaki özellikleri olan tek bir entegre devre'dir:
küçük ve basit 4-bit işlemcilerden karmaşık 32-bit veya 64-bit işlemcilere kadar merkezi işlem birimi –
veri depolama için geçici bellek (RAM)
program ve çalışma parametresi depolaması için ROM, EPROM, EEPROM veya flaş bellek
bireysel bir paket piminin mantık durumunun kontrolüne veya algılanmasına izin veren ayrı giriş ve çıkış bitleri
seri bağlantı noktaları (Üniversal Asenkron Alıcı Verici (UART)'ler) gibi seri giriş/çıkış
sistem ara bağlantısı için I²C, Serial Peripheral Interface ve Controller Area Network gibi diğer seri iletişim arayüzleri
zamanlayıcılar, olay sayaçları, PWM üreteçleri ve bekçi köpeği gibi çevresel cihazlar
saat üreteci –  genellikle bir kuvars zamanlama kristali, rezonatör veya RC devresi için bir osilatör
birçoğu analogdan dijitale dönüştürücüler içerir, bazıları dijitalden analoğa dönüştürücüler içerir
devre içi programlama ve devre içi hata ayıklama desteği
Bu entegrasyon, ayrı çipler kullanarak eşdeğer sistemler üretmek için gerekli olacak çip sayısını ve kablolama miktarını ve devre kart alanını çok azaltır. Ayrıca, özellikle az pinli cihazlarda, her bir pin, yazılım tarafından seçilen pin işlevi ile birkaç dahili çevre birimine arayüz oluşturabilir. Bu, bir parçanın, pimlerin özel işlevlere sahip olmasına göre daha geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılmasına imkan verir.
Mikrodenetleyiciler, 1970'lerde piyasaya sürüldüklerinden bu yana gömülü sistemlerde oldukça popüler olduklarını kanıtladılar.
Bazı mikrodenetleyiciler Harvard mimarisi kullanır: talimatlar ve veriler için ayrı bellek veriyolları, erişimlerin eşzamanlı olarak gerçekleşmesine izin verir. Harvard mimarisinin kullanıldığı durumlarda, işlemci için talimat sözcükleri, dahili bellek ve yazmaçların uzunluğundan farklı bir bit boyutunda olabilir; örneğin: 8 bitlik veri kayıtları ile kullanılan 12 bitlik komutlar.
Hangi çevre biriminin entegre edileceğine karar vermek genellikle zordur. Mikrodenetleyici satıcıları genellikle müşterilerinin pazara sunma süresi gereksinimlerine ve genel olarak daha az sistem maliyetine karşı çalışma frekanslarını ve sistem tasarım esnekliğini takas eder. Üreticiler, çip boyutunu en aza indirme ihtiyacını ek işlevsellik ile dengelemek zorundadır.
Mikrodenetleyici mimarileri çok çeşitlidir. Bazı tasarımlar, pakete entegre edilmiş bir veya daha çok ROM, RAM veya I/O işlevli genel amaçlı mikroişlemci çekirdekleri içerir. Diğer tasarımlar, kontrol uygulamaları amacına yöneliktir. Bir mikro denetleyici talimat setinde genellikle, kontrol programlarını daha küçültmek için bit manipülasyonu (bit tabanlı işlemler) için tasarlanmış birçok talimat bulunur. Örneğin genel amaçlı bir işlemci, mikrodenetleyicinin yaygın olarak gerekli işlevi sağlamak için tek bir yönergeye sahip olabileceği durumda, bit ayarlanmışsa bir kayıtta ve dalda bir biti test etmek için birkaç talimat gerektirebilir.
Mikrodenetleyicilerin geleneksel olarak bir matematik yardımcı işlemcisi yoktur, bu nedenle kayan nokta aritmetiği yazılım tarafından gerçekleştirilir. Ancak, bazı yeni tasarımlar bir FPU ve DSP için optimize edilmiş özellikler içerir. Microchip'in PIC32 MIPS tabanlı hattı buna bir örnek olabilir.