AVRs können einen Input Capture machen.

An speziellen Pins (ICPx etwa) bewirkt ein Signal, daß der Wert des Timersx gesichert wird. Diesen gesicherten Wert muss man dann möglichst schnell auslesen. Jedefalls, bevor das nächste Ereignis auftritt. Triggern kann man auf fallende/steigende Flanke und auf Wechsel.

Ebenfalls gibt es IRQs dafür.

Wie's genau geht, und was zu beachten ist, steht im Manual bei den 16 Bit-Timern unter Input Capture.