Плата, построенная на микросхеме  PCA9555  и расширяющая количество портов ввода/вывода, управляется по протоколу I2C (он же IIC, он же TWI), таким образом задействовав всего два вывода Arduino вы получите целых 16, при этом данные можно гонять в обе стороны (и чтение, и запись). Если вам и этого мало, то параллельно можно включить до 8 таких плат, каждая их них будет иметь свой адрес и управляться независимо от других.