Wenn man direkt 2 Batterien nehmen will, sollte man auch mit weniger al 3 V rechnen. Die 2,7 V die teils als untere Grenze angegeben werden sind da schon relativ knapp. Die meisten µCs werden aber auch noch etwas weiter unter gehen als im Datenblatt angegben, nur halt nicht mehr zuverlässig und garantiert.
Für 2,7 V Spannung gibt es reichlich µCs, auch andere Familen (PIC, MSP430,80xx52,...). Es ist schon so weit, dass viele neuere µCs nicht mehr mit 5 V laufen dürfen und maximal etwa 3,6 V vertragen.

Der Tiny26 oder auch der neuer Tiny261 hat übrigens keine UART sondern nur USI. Von der AVR Controllern gehen mitlerweilen die meisten wenigstens ab 2,7 V. Im wesenlichen die älteren Typen wie Mega8, Mega16, Mega32, Mega64, Mega128 gehen nicht, außer in der L Version. Die Versionen mit dem V dahinter gehen in der Regel schon ab 1,8 V, also auch mit 2 Akku Zellen.