Der ATmega braucht mindestens noch an zwei weiteren Anschlüssen "Saft" bzw Masse um stabil zu arbeiten. Ein Takt aus einem Quarz wäre vielleicht auch noch eine Idee, bei sehr geringen Ansprüchen kannst Du auch den internen Takt benutzen. Deine Fragen, woher Du weisst, welche Spannungen Du wo zu erwarten hast und mit welcher Du den ATmega betreiben sollst machen mir irgendwie Angst Alles was Du wissen musst steht im Datenblatt, das wichtigste Instrument für die Arbeit mit beliebigen elektronischen Bauteilen. Ohne ist nur eins sicher: Fehler. Der ATmega läuft je nach Takt mit 2,7..5V, und genau diese Spannung kannst Du an den (PWM-)Ausgängen auch erwarten. An den Eingängen darf er ebenfalls nur so viel abbekommen wie seine Betriebsspannung ist, bei Begrenzung durch Serienwiderstand ist der maximal zulässige Strom durch die Schutzdioden zu berücksichtigen. Alles in Allem braucht man für eine potigesteuerte PWM keinen Controller, da ist eine Analoglösung mit OPV oder Schaltnetzteil-Controller auf Abwegen einfacher und leichter zu realisieren, wenn Komfortfunktionen (Speicher, Überwachungen, Automatiken) dazu kommen macht ein Controller Sinn.