Вот вы и пришли к тому, что не хватает прерываний на ардуине :-).
Atmega168 имеет очень развитый механизм периферии. В том числе при измении состояния любой ноги может быть вызвано прерывание. Правда прерываний меньше, чем ног у процессора, но это решаемая проблема.

А еще на atmega можно запустить АЦП на ноге и заниматься дальше делом. А как преобразование закончится, по прерыванию начать новое преобразование на этой же или другой ноге. И это все почти не будет есть процессорного времени, несмотря на то, что АЦП может работать до 260мкс.