1. Дешевый (1-2 доллара) 2. Питание 3.3 вольта 3. не менее 16 линий ввода-вывода (ориентировочно) 4. порты с 5 V tolerance 5. АЦП не менее 6 входов, не менее 10 бит, внутренняя опора не обязательна. 6. ОЗУ от 256 байт 7. Флеш от 4 кбайт с возможностью последовательного внутрисхемного программирования с открытым протоколом. 8. UART или SPI slave 9. Наличие внутреннего RC-генератора с возможностью программного переключения на внешнюю тактовую частоту и обратно.
Если бы не пункты 4 (5 V tolerance) и 9 (переключение частоты), то подошла бы ATmega48.
Мне уже посоветовали PIC18/PIC24, но старшие модели несколько дороговаты, вдобавок я не слишком люблю пики.
На что ещё стоит посмотреть? В крайнем случае я готов снять требование 5 V tolerance, если выводы просто будут "сильными" с большим выходным током.