Тьфу, я все про понижайку до 3.3В... А здесь и понижайки нет - все
намного проще, сразу диод + кондей - и на питание МК. Мониторить
напругу до диода. Но лучше бы запитать МК более высоким напряжением - вольт 7..9 через LDO. Тогда будет поприличней запас времени - можно и кондей поменьше воткнуть, а не тысячи мкФ или даже Фарады.
P.S. давненько я не встречал микроконтроллерных устройств с питанием от 5В. Тенденция идет наоборот поменьше напругу делать. А в питающихся от батареек вообще до 2.4В (а то и ниже).