Eine Diode für den µC kann reichen, aber man hat dann bei leeren Akkus weniger Spannung. Wenn der Takt nicht besonders hoch und der µC aktuell ist, reichen ja auch mal 3 V aus.

Die LEDs muß man immer mit Strombegrenzung (z.B. Widerstand) betreiben, also nie direkt an an die 4,8-5 V von den Akkus. Die angegbenen 3,2 V (3,5 V max.) sind die Spannung die man etwa an der Diode hat, wenn man 20 mA durchschickt. Bei mehr Strom wird es etwas mehr, bei weniger Strom etwas weniger, aber nicht viel.