я когда делал анализ посылки сигнализации, делал подобную феню. Сделал там очень просто - пока идет нужный импульс - считаю до 255. Досчитал, отправил 255, обнулил счетчик и считаю дальше. Импульс кончился - послал сколько было. Если 255, то послал 255 и 0.

Все. Никаких более прерываний. Ибо в AVR по умолчанию пока программа находится в прерывании, другие прерывания вызваться не могут.