Hast du zufällig noch einen zweiten ATMega rumliegen, zum Vergleich?

Versuchs mal mit einem Austausch des Chips, das war bei mir mal der Fall (hatte ebenfalls dieselben "Symptome").
Nach einem Wechsel ging alles wieder einwandfrei, den alten Chip hab ich allerdings nicht mehr zum Laufen gebracht.

Viele Grüße