Estoy tratando de construir un circuito de medición de frecuencia usando NE555P y Atmega328P. El circuito es el siguiente: 
Usoestabiblioteca
Siempre, el sistema funciona bien al principio (de 3 a 4 minutos) y luego los valores de frecuencia comienzan a disminuir hasta llegar a 0.
¿Alguien sabe qué causa este extraño comportamiento? Gracias de antemano.
Es muy difícil de ver, pero por lo que puedo decir, parece que tienes un pinout incorrecto para el temporizador 555. Los pines en el lado derecho deben estar numerados 5-8 desde abajo hacia arriba, no desde arriba hacia abajo:
Si lo tienes conectado como se muestra en la imagen, espero que sea por eso que te está causando problemas.
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