Не парься, все уже придумано и оптимизировано до тебя.
Берешь ардуину, заливаешь в нее GRBL - вот тебе контроллер. Добавишь к ардуине драйверы биполярных ШД на А4988 или TB6600 и т.п. и мечта сбылась.
ну да, но я выбрал atmega16, вот только я не знаю правильная эта схема или нет
, наверное надо делать так: atmega16 + l297 + l298. от atmega16 понадобится несколько сигналов, я так думаю, но хз