微控制器是一種集成了中央處理器(CPU)、存儲器(RAM、ROM、Flash等)、輸入/輸出接口(I/O)、定時器/計數器等功能的微型計算機晶片，通常用於控制電子設備和系統中的各種功能和任務，如家用電器、汽車電子系統、工業自動化、醫療設備、消費類電子產品等。其工作原理如下：
指令解碼。微控制器內部包含一個中央處理器(CPU)，負責執行程式中的指令，在執行指令之前，CPU首先需要從存儲器中讀取指令，並對指令進行解碼，確定要執行的操作，這可能涉及到對數據的處理、運算、邏輯判斷等操作，具體操作取決於指令的類型和功能。
訪問存儲器。在執行指令的過程中，CPU可能需要讀取或寫入數據到存儲器中，例如，RAM是臨時存儲數據的組件，可以快速訪問，提供對存儲設備的快速讀寫訪問。
輸入輸出。微控制器通過I/O連線埠與外部世界進行通信，這些連線埠根據微控制器的具體功能可以包括數字輸入和輸出，以及模擬輸入和輸出。
控制任務。微控制器加電後會立即開始執行存儲器中預先編好的程式，通過中斷和輪詢方式與外部設備進行通信，並控制外部設備的狀態。這個過程是通過CPU、存儲器和I/O接口等各個部分之間的協同工作，實現對外部設備的控制和管理。
微控制器的套用範圍非常廣泛，從家用電器到汽車發動機控制系統，從電動工具到計算機等都有套用。