Du kommst nie auf die ideellen 5 V oder 0 V, es bleibt immer eine Restspannung, also kannst du auch einen etwas kleineren Widerstand nehmen. Ich habe das Datenblatt des AVR nicht im Kopf, aber bei einem Ausgangsstrom von 20 mA dürfte die Spannung am Pin kaum über 4,5 V liegen.

Gruß
Detlef