Hallo pongi,
die Beschaltung des Spannungsreglers gefällt mir persönlich nicht.
Ich würde mit einer Schottky-Diode (nur 0,3...0,5V Spannungsabfall) einen 100...470µF Elko aufladen. Der Elko versorgt den Spannungsregler. Bricht die Spannung auf der 'Batterie-Seite' ein, dann kann sich der Elko nicht über die Motoren entladen, sondern versorgt den µC weiter.
Alle Spannungsregler haben bei mir am Eingang immer auf kürzestem Wege einen 100nF Vielschicht-Kondensator und einen 10µF Tantal (keinen Elko wegen der 'gewickelten Platten' = Induktivität) und das Gleiche am Ausgang.
Ein 100µF am Ausgang nützt nur wenig, wenn auf der Eingangsseite die Spannung 'absackt' und sich über die Längs-Diode am Regler entlädt. Diese Diode ist genau für diesen Fall gedacht, damit am Regler-Ausgang die Spannung nicht höher werden kann wie an dessen Eingang; sonst stirbt evtl. der Regler.
Ansonsten würde ich auch noch unmittelbar am µC einen 10µF Tantal anbringen. 100nF hast Du da ja schon dran.
Wenn in der Schaltung noch was sein sollte, was schnell und / oder kräftig schaltet, dann mach da auch noch 100nF, evtl. 10µF auf kürzestem Wege an dessen Versorgungs-Pins.