Wenn Du ein Oszi hast, kannst Du ja mal in einer Endlos loop ein Port an- und wieder ausschalten und den Port am Oszi darstellen. Dann könnte man zumindest mal sehen, ob der AVR wirklich zu langsam ist oder ob die SW die Verzögerung falsch berechnet.
Wenn da nicht mehr Input kommt, kann man noch nicht einmal sagen, ob dies jetzt ein SW oder HW Problem ist.
Was hast Du für Messgeräte zur Verfügung ??

Gruß
pctoaster