Ничего не понял, но по вашему тексту поищу определения и что да как)
Хотя я думал совсем иначе. Ну есть отражение(получение) сигнала, то ок, формируем напряжение. Если нет, то 0. А тут всё наоборот. Действительно было сложно для понимания, с чего это получилось, что HIGH это выкл, а LOW вкл))
резистор подбирается исходя из параметров светодиода И максимального тока на порте микроконтроллера.
Упомянутый 328р на разных портах может осилить от 20 до 50ма. Проще принять тот факт, что везде 20ма. Исходи из этого.
Например, обычный светодиод, с полукруглой линзой, красный - резистор 220ом. Хотя если точно высчитывать то будет другое значение.
Каждый цвет светодиода - светится разной степенью яркости, при одинаковом токе. То есть синий и красный при одном и том же ограничивающем ток резисторе будут светиться по разному.