No está claro en tu dibujo animado, no publicaste un esquema adecuado, pero creo que tu cableado es el siguiente:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
El diodo regular (como 1N400x) tiene un tiempo de recuperación muy lento, lo que significa que 12V lo atravesarán durante un par de microsegundos, lo cual es suficiente para freír su MCU. Incluso si usa 1N4148 hay un tiempo de recuperación de 4 ns, eso puede ser suficiente para freír su MCU.
ACTUALIZACIÓN:
Hay varias formas de hacerlo correctamente. Uno de ellos es utilizar un simple traductor de nivel de voltaje.
simular este circuito
O puede usar un diodo zener con una resistencia:
simular este circuito
O simplemente un divisor de voltaje:
simular este circuito
Este divisor de voltaje no se puede usar en el automóvil, ya que el voltaje podría ser tan alto como 14.4V. Solo se puede utilizar en circuitos donde se pueda garantizar un nivel de voltaje de 12V.
Incluso hay otros métodos. Depende de tus necesidades.