Hola
Depende de lo que llames "x milisegundos" y de como sea el resto de tu programa lo puedes hacer de una manera u otra.
1 - Por polling. Dentro de tu bucle principal haces una comprobación del número de milisegundos transcurrido desde la última vez que llamaste a tu función de lectura de la entrada analógica. Solo necesitas la función milis() y una variable para almacenar el momento de la última llamada.
2 - Por interrupciones. Usando la librería MsTimer2
http://www.arduino.cc/playground/Main/MsTimer2