Вот уже ближе к теме. Ставить StepDown преобразователь , что обеспечит высокое кпд устройства в целом и работу от пониженного питания. Для обеспечения "безпрерывности" на процессор подать питание от резервного источника, коим вполне может быть ионистр/электролит , хотя при использовании ИПС этого не надо . Ну и отказаться от лед подсветки перейдя на EL - опять таки уменьшение потребления на порядок по сравнению с лед, хотя цена возрастает.

От ценообразования - все неприянтые моменты получаются. Закладываешся на более дешевые компоненты и начинаются проблемы, где их совсем не ждали...
Далее, при всех предпринятых панацеях защиты описаных выше, может получиться следующая ситуация:
контроллер успешно 'справляется' с ситуацией 'бортового проседания', а вот LCD модуль наступивший на эти 'грабли' или зависнет, или в лучшем случае выбросит всевозможный 'мусор' на экран. По паспортным данным диапазон питающего напряжения LCD модуля 4.7В до 6В, но неизвестно, как он удержит стабильность своей работы при данном обстоятельстве.

Ну вот! Наконец-то корректное техзадание выдали!

LCD (без подсветки) вместе с процессором должен потреблять милиампер 20 всего.
А подсветка у него питается отдельным проводом.
Если в момент заводки подсветка погаснет - я думаю, ничего страшного не будет.
Сам не пробовал именно на светодиодах подсветки (на других пробовал) - но если это светодиод -ему плевать, какое напряжение подается в правильной полярности (включали и 220В). Им важен ток, который через них протекает.
Поэтому подсветку можно питатать через резистор прямо от бортовой сети, считая максимально возможное напряжение 15.5-16,6В в зависимости от состояния аккумулятора и его контакта с генератором.
При этом переделка стабилизатора все равно будет полезна.
И в программе неплохо предусмотреть периодическую переинициализацию LCD, раз у него такая суровая жизнь.
Успеха !

В практике построения девайсов для авто в случае раздельного питания сильноточной перефирии и МК, мы анализировали напряжение бортовой сети.Для определения порога питающего напряжения - схема на стабилитроне и транзисторе, при падении ниже 7.5В генерилось прерывание fail edge, далее анализировали этот вход на предмет восстановления питания и перезапуска управления силовых цепей. Но это наш конкретный случай, силовая часть 5 и 12 вольт, мк и большенство схемы 3V3.

В Вашем же случае , я склоняюсь к мысли использования однотактного преобразователя с широким входным напряжением. В примитиве можно сделать и на мс34063 завести обратную связь со вторичной обмотки и вместо индуктивности поставить трансформатор . для дешивизны можно воспользоваться и 555 таймером. Однако , вот прикинул на национале )))
для вх 6-16 выход 5В 0.5А предлагается сделать БП на LM3485 (Hysteretic controller) или LM2937 -5.0

для LM3485

Спасибо!!! Все новые рекомендации я оставлю на 'десерт', когда дело окажеться совсем безнадежным...