Mal ne wichtige Frage, viel viele Motoren sind an deinem L293D (Pin3/6, und 14/11) eingentlich angeschlossen? jeweils 1 oder sind alle 4 Pins an einem Motor dran?
Denn ein Motor kommt z.B. nur zwischen Pin 3 und 6, dann dreht der Motor sich auch in beide Richtungen.
Der 2te Motor zwischen Pin 14 und 11 läuft momentan natürlich synchron, denn wie du selbst gesagt hast brauchst du ein 2tes PWM an Pin 13+12 des 4011.


Zum ATmega8:
Verwende doch einfach den Spannungsstabilisierer 7805 (5V) und ein paar Kondesatoren als Puffer.