Es gibt viele Projekte die einen AVR direkt an 4NiMh anschließen.
Oops, jetzt wo du es sagst - ich habe ja selber mal einen kleinen Robby gemacht und dabei einen ATMega 8 direkt an 4 Nimh AAA Zellen gehängt.

Probleme mit zu hoher Spannung hatte ich dabei nie, eher das Gegenteil.

An den Akkus hing noch ein Twin-Motoren-Set und ein L293D. Wenn die Motoren angelaufen sind ging die Spannung teilweise zu weit runter.
Ich weiss aber nicht mehr, ob ATMega8 dann wegen zuwenig Spanning resetted hat oder ob es der L293D mit den Spannungseinbrüchen nicht klar kam.
Ich weiss nur noch, dass ich einen 2000µF Elko parallel zu den Akkus geschaltet habe und anschliessend nie wieder Probleme mit der Versorgungsspannung hatte.

Also AVR haben eine Maximale Spannung von 5.5V, manche Typen sogar nur 3.3V
Mag sein, auf jeden Fall gibt es auch einen Unterschied in die andere Richtung.

Den ATMega8 gibt es z.B. als normale Version die mindestens 4.5V braucht und als L Version die sich auch noch mit 2,7V begnügt.

Hier mal die passende Stelle aus dem ATMega8 Datenblatt:
• Operating Voltages
– 2.7 - 5.5V (ATmega8L)
– 4.5 - 5.5V (ATmega
Bei 4 Akkus wäre die L-Variante demnach vorteilhaft, weil die Spannung sonst schnell eher zu gering als zu hoch wird.