Wie hast Du dir den Vorwiderstand ausgerechnet, ich bin da zwar nicht der Profi in den Elektrischen sachen, aber mir scheint dieser zu klein für den AVR zu sein.
Der AVR verkraftet pro Pin zwar 20mA, aber es muss die Summe aller Pins beachtet werden, dann kann es schon sein, das er warm wird.

Wenn ich richtig gerechnet habe, sind es knapp 16mA pro Pin, bei 270Ohm und 5V Ausgangsspannung.