Если плату питаешь от этой-же сети, то трансформатор может не только измерять, но и питать, или наоборот

Проверено, работает
Делитель - 2 резистора, АЦП в простейшем случае не нужен.
Задний фронт тебе ловить не надо, хватит переднего, поэтому на вход компаратор с обратной связью (триггер Шмидта получится). Этот сигнал и заводишь в проц.
Только не забывай, что частота в сети гуляет, надо ее периодически измерять.
Верхние и нижние полуволны могут оличаться, вернее отличаются практически всегда.
Лучше измерять длительность периода, т.е. 2-х полупериодов, потом раздельшь на 2.
На малых мощностях, меньше 25% тиристорные регуляторы работают плохо, лучше в такие режимы не загонять.