1. Обойдемся без мультиплексоров, видел STM32 с 14 таймерами например.
2. Таймеры могут считать длительность сигнала на ноге. У некоторых таймеров по 4 канала, у некоторых по 2.
3. При одинаковом временном масштабе сигналов можно использовать по одному таймеру для подсчета сразу 4 (или 2) независимых сигналов.
4. На STM32F103RGT можно сделать хоть 24 независимых аппаратных ШИМа, не требующих прерываний, только что проверил в справочнике STM32CubeMX. С прерываниями - и того больше. Плюс ногодрыгом - и еще больше.
5. Возвратный сигнал тахометра не модулируется входным ШИМ сигналом, иначе зачем он нужен вообще.
6. Частота для ШИМа вентиляторов смотрится в документации на них, либо подбирается экспериментально, что не сложно и не занимает много времени.