Hallo,
eine Vernetzung von mehreren Mikrocontrollern ist schon anspruchsvoll, über I2C zwar relativ einfach, man muss aber dennoch mehrere Programme - also für Master und für die Slaves - schreiben.
Alternativ kann man mit Portexpandern PCF8574 arbeiten (v.a. für digitale Ein/Ausgänge), oder Analog-Multiplexern 74HC4051 für Analog-Eingänge.

Zum Schaltplan: Es fehlen noch jede Menge Kondensatoren und Elkos zum Abblocken, sonst ist die Versorgungsspannung zu instabil. Wie sieht es mit Spannungsreglern aus? Die Potis an den Analogeingängen könntest du auch auf 0 Ohm drehen, falls der Sensor außen aber mit GND verbunden sei, ergäbe das einen Kurzschluss. Brauchst du sicher kein PWM? Sonst die EN-Anschlüsse der Motortreiber noch an einen PWM-Pin vom Prozessor hängen. Und denke auch an Bedienelemente wie Taster, Display, LEDs o.ä. Reicht der L293D aus? Der kommt leider recht schnell an seine Leistungsgrenze, die 600mA im Datenblatt erreicht er nur gekühlt.

Ich würde dir aber eher raten, mit nur einem Mikrocontroller auszukommen, da würde ich den Atmega32 nehmen. Das sollte von den Pins sogar noch gut reichen, rechne einmal nach. Für 4 Motoren, die Analogeingänge und Bedienelemente reicht das gut. Die digitalen Ein/Ausgänge würde ich über I2C-Portexpander PCF8574 machen. Ich vermute auch, dass du die 16 digitalen Ein-/Ausgänge nicht alle komplett benötigen wirst.
Das dürfte insgesamt kleiner, einfacher und besser beherrschbar sein. Außerdem wirst du schneller voran kommen, da du dich nicht um die Kommunikation der Prozessoren untereinander kümmern müsstest. Auch sparst du Verzögerungen durch die Datenübertragung der Controller untereinander.

Grüße, Bernhard