Wenn es tatsächlich ein Signal wie seinerzeit auf der Datasette ist, werden die zeitlichen Abstände ziwschen den Nulldurchgängen gemessen. Das geht mittels Interrupt auf dem Pin. Ich nehme an, wenn man den Interrupt der fallenden Flanke erfasst, hat man das gleiche Ergebnis, wie wenn man die Nulldurchgänge erfassen würde. Aus den Abständen werden 1 und 0 rekonstruiert. Wenn du dir das "Soundsignal" in einem Waveditor anschaust, müsstest du die Bitfolgen lesen können.
Ich glaube nicht, dass ein AD-Wandler bemüht wird, aber gehen könnte da auch - man würde messen, messen, messen und wenn der analogwert bei null ist die Zeit erfassen. Käme wahrscheinlich aufs gleiche raus wie die Interrupts fallender Flanken.
Ich kann mir auch nichts anderes vorstellen, als dass ein Programm auf dem Tiny die Signale einliest und irgendwo die darin gespeicherten LED-Steuerbefehle ablegt. Warum man aber nicht einfach ein serielles Signal auf Rx gelegt hat, ist mir schleierhaft - das wäre doch viel einfacher.