Si es como dices cuando conectas el chip, puede ser que el chip aunque este bien programado, presente unos tiempos de funcionamiento muy malos,(velocidad maxima de funcionamiento) con lo que llegue tarde a lo que tiene que hacer, o trabaje cuando no tiene. Si no me confundo ira bien unos minuto o más y luego empezara el calvario. Seria bueno que pudieras ver que temperatura alcanza el chip cuando te esta fallando, a ojo más o menos, templado, caliente, muy caliente.
Te recomiendo que uses alguno de los que ha desarrollado una de las mejores cabeza, sino la mejor de esta web, USB.
Puedes coger los codigos de la sección I+D. Te recomiendo el del 16f84, ya que ese chip es reprogramable hasta que te canses.
Suerte.