Удалось воспользоваться осциллографом. Длительность сигнала /32К в нуле составляет ~500нс, что соответствует частоте процессора ~1.8МГц (желтая линия). Видимо, действительно Ардуино такую длительность не захватывает без прерываний да еще и с выводом через COM-порт в основном цикле. С этой длительностью все более менее понятно.

Вопрос еще возник по сигналу /RD на контакте А-07 (синяя линия). У него размах 40 Вольт! Это вообще нормально? Я его уже боюсь в Ардуину засовывать. Почему ТТЛ-сигнал такой большой? Что с ним делать, как с ним работать?