La interrupción por desbordamiento se dispara solo una vez

Me he topado con un problema donde, al parecer, mi interrupción solo se dispara una vez, luego simplemente se niega a disparar nuevamente en mi ATMega32U2. Tengo el siguiente código (simplificado):

void init(void) {
    DDRB = 0xff;
    PORTB = 0x00;

    TCCR0A = (1 << WGM01);
    // 1024 prescaler
    TCCR0B = ((1 << CS02) | (1 << CS00));
    // Interrupt every 4096 clocks
    OCR0A = 3;
    // Enable timer compare match interrupt
    TIMSK0 != (1 << OCIE0A);
}

ISR(TIMER0_COMPA_vect) {
    PORTB++;
}

int main(void) {
    init();

    sei();

    while(1);

    return 0;
}

Cuando conecto un LED en cada pin de PORTB , el primer pin es alto, mientras que el resto es bajo. Lo máximo que puedo deducir de esto es que PORTB se incrementa a 0x01 con la activación de la interrupción una vez, y luego se deja solo ya que la interrupción nunca se dispara nuevamente usando el vector TIMER0_COMPA_vect .

Sin embargo , si sustituyo la interrupción de comparación por una interrupción por desbordamiento ( TIMER0_OVF_vect ) y configuro los registros de manera diferente, funciona bien; PORTB pasa de 0 a 255 muy rápidamente, como es de esperar. Este es mi código de trabajo con el tipo de interrupción que no quiero:

// Different timer config
void init(void) {
    DDRB = 0xff;
    PORTB = 0x00;

    TCCR0B |= (1 << CS01);

    // Enable timer 0 interrupt
    TIMSK0 |= (1 << TOIE0); 
}

// This time, it's an OVERFLOW vector, not a compare vector
ISR(TIMER0_OVF_vect) {
    PORTB++;
}

int main(void) {
    init();

    sei();

    while(1);

    return 0;
}

He leído lo que hay que leer en Google, sin embargo, las únicas correcciones publicadas son errores lógicos que creo que no tengo. He leído esta publicación del foro y eché un vistazo al temporizador los registros de configuración, y son exactamente los mismos que en mi primer ejemplo. También he leído esta pregunta , pero eso no ayudó.

He estado siguiendo el tutorial en esta página (PDF) para el LED TLC5940 chip del controlador y estoy en el Capítulo 4 (código de refactorización para utilizar interrupciones). Tenga en cuenta que no quiero usar la biblioteca ya construida; Estoy usando esto como una experiencia de aprendizaje.