Kann es sein, dass die Spannungsversorgung nicht in Ordnung ist, und der Regler Zeitweise schwingt ? Das könnte den µC eventuell beschädigen, auch wenn zumindest die alten recht robust gegen Überspannung waren (wurde heiß, gingen nach dem Abkühlen oft aber wieder).

Möglich wäre ggf. noch das die Schaltung irgendwie Empfindlich auf ESD reagiert, entweder über die Taster oder ähnliches, oder auch einfach bei Verbinden des ISP Programmers. Ein Problem könnte ggf. auch Fehler (Unterbrechung) bei der Platine sein, so dass viel Strom zwischen den GND oder VCC Anschlüssen fließen kann - auch damit kriegt man den µC ggf. kaputt.

Beim Plan fehlt noch der Abblockkondensator am VCC Anschluss für den analogen Teil. Da sollte normal keine echtes Problem sein, könnte aber unter ungünstigen Bedingungen dafür sorgen das der Brownout Detektor zu früh anspricht, und damit ggf. den µC lahm legt.