Cand ne gandim la arhitectura microcontroller-ului ne referim la structura ei pe module si cum interactioneaza pentru realizarea executiei instructiunilor. ca componente ale arhitecturii unui microcontroller vom evidentia: memoria de programe, contorul de program, decodificatorul de comenzi, unitatea aritmetico logica, registrul de stare, bus de date, memoria RAM, Memoria EEPROM,, registri de uz general, registri periferici i module periferice.
Pe scurt, executia unei instructiuni in cadrul arhitecturiise realizeaza in felul urmator:
Instructiunea este selectata de catre Program counter, din memoria de programe si transmisa catre decodificatorul de comenzi, pentru a fi interpretata, Decodificatorul de comenzi descifreaza comanda si configureaza sistemul pentru realizarea instructiunii in dependeta de valoarea bitilor din registrul de stare al operatiilor. insa fiecare instructiune se executa in modul sau, in dependenta de grupul din care face parte.