Если говорить о смене проца, то можно попробовать MSP430FRxxx - с FRAM-памятью вместо флешь. Писать всегда и монитор питания можно выкинуть.

Ставьте, кто же вам запрещает? А у меня все работает и без лишних деталей.

10000мкФ у автора - это тоже довольно солидная "лишняя деталь". С FRAM он не нужен.

При питании через диод на нем всегда будет падение напряжения, определяемое потребляемым током. При пропадании питания напряжение будет понижаться от того и так низкого уровня. Как быстро будет падать, можно прикинуть по формуле UC=IT. На мой взгляд, должно было хватить. А контролировать отключение питания нужно в той цепи, по которой питание подается в прибор.

ещё как вариант, можно при пропадании питания включать делитель клока. но, насколько помню, в м32а его нет, есть в м328.

Что-то я нигде не видел, чтобы в даташите было написано, что clock system гарантированно может работать при 2.7В на 16МГц.
Написано в общем про весь контроллер, что при 2.7В макс. частота 8МГц.
Значит нельзя ставить кварц 16МГц. Можно ставить только 8МГц.

отдельного графика частоты от напряжения исключительно для кристалла в даташите нет, но написано что просто должен работать в диапазоне 2.7-5.5В.
ну и

У меня есть один проект, небольшая серия блоков управления термоформовочных станков. МК как раз ATMEGA32A. Кварц на 16 МГц. Я сделал так: + 5 V подается на МК через резистор 10 Ом и диод Шоттки. Параллельно питанию МК ионистор. Запись 1 байта в EEPROM длится 8 мс. Исходите из этого, подбирая емкость ионистора. BODEN настроен на 2,7 вольта. Станки уже 3 или 4 года работают.

Присоединяюсь к ZLUMD,
Я отказался от EEPROM (были сбои и при нормальном питании +5В), FRAM вместо него работает быстро (FM25W256: 32Кх8),
временные задержки командами не нужны, количество циклов записи-чтения не ограничено, корпус маленький длиной 5 мм (mSoic 8),