zu 1) mit Dioden (Schottky) in den + Leitungen.
Allerdings wird dann am Anfang immer nur der Akku belastet, der die größte Spannung hat. Aber das gibt sich ja dann schnell Wenn die Spannungen erstmal gleich sind, sollten sich die Ströme verteilen.
Wenn du sicher gehen willst, dass sie das halbwegs symmetrisch tun, kannst du noch Leistungswiderstände dazwischen schalten, falls der Innenwiderstand der Akkus nicht reicht. Je nach deinem Strombedarf, so, dass bei max. Strom z.B. 0,2-0,3V am Widerstand abfallen. Ist zwar schade um die Verlustleistung, aber die Akkus werden es dir sicher danken.

Zum Schutz vor Tiefentladung kannst du auch MOSFETs nehmen, dann hast du gleich schon den o.g. Widerstand integriert , und brauchst kein Relais.

zu 2) In die Sense-Leitungen des L6205 kann man shunts zur Strommessung schalten, wie man das auch z.B. beim L298 tun kann (dort eher muss).

Beim L6205 ist die Messung aber unter bestimmten Umständen nicht notwendig, da der Baustein selbst schon intern den Strom misst, unter Nutzung des Innenwiderstands der MOSFETs. Hiermit schützt der Baustein sich selbst, bei Masseschluss, Kurzschluss auch Schluss gegen + wenn ich das richtig erinnere.

Solange man die Stöme nutzen kann, und der Motor das verträgt, muss man keine Shunts nehmen.

Wenn man den Strom aber niedriger begrenzen möchte, kann man das z.B. mit einem L6506 machen, oder den anderen einschlägigen Schaltungen (bei Schrittmotoren auch L297 etc). Auch wenn du den Strom messen möchtest musst du einen Shunt vorsehen.

Ich habe bei meiner Regelung keine Strombegrenzung vorgesehen, die Senseleitungen liegen also auf Masse. Der Motorstrom wird bei mit indirekt durch den Regler begrenzt, dem man dazu u.a. den Wicklungswiderstand und ein paar andere Motorparameter mitteilen muss. Das funzt bisher ziemlich gut.

3) Beschaltung des Atmega32
Der ist doch auf dem RNControl Board drauf. Und bei Robotikhardware gibts irgendwo auch einen Schaltplan.

Fest belegte Pins sind eigentlich nur der Quarz-Anschluss, sofern verwendet und in der Regel noch die Programmierschnittstelle (siehe dort).
Wenn du AD-Wandler nutzen möchtest, musst du die AnalogVcc über eine Drossel (100µH) und ein C(100nF) von der digitalen VCC entkoppeln. Ansonsten gelten die allgemeinen Designregeln, gemeinsamer Massepunkt etc..und der übliche 100nF Kondensator über Vcc. Die anderen Pins sind zur Verfügung. Die Funktion entnimmst du am besten dem Datenblatt..

Zur Schaltung:
Ich verstehe deine Inkrementalgeber nicht. Sind das nur 1-kanalige Drehzahlmesser? Keine Quadratursignale? Wieso hast du da einen A/D-Wandler gezeichnet?

Sigo