Schau mal ins Wiki, da ist der Artikel Portexpander am AVR (Lnk hier wird evtl von Forum-Software überschrieben, also selber hinclicken).

Das ist zwar für ein anderes IC beschrieben (kein 74*165, Grund steht dort), aber sollte genauso anzusteuern sein. I2C ist im Vergleich dazu wesentlich aufwändiger und langsamer.