Я наверное сейчас начну лезть не в свое дело и рассказывать как сделать лучше вместо прямых ответов на прямые вопросы, уж простите.
1. Нельзя просто подать нужную скважность ШИМ дабы DC-DC выдал стабильное напряжение — это будет работать исключительно когда нагрузка отсутствует, но достаточно таковой появиться и выход сразу просядет.
В рабочих преобразователях всегда юзается та или иная система обратной связи, которая измеряет напряжение на выходе и сама подкручивает ШИМ так, чтобы вход соответствовал заданному напряжению пользователем.
2. Хотя и можно, но крайне не рекомендуется строить преобразователи в которых МК является частью генерирующей/стабилизирующей системы.
Т.е. например таких, где МК одновременно генерирует сигнал от которого управляются транзисторы и еще меряет АЦП'шкой напряжение выхода дабы математикой что-то там подстраивать.
Проблем в таком подходе две: Во первых это значительно менее надёжно чем железная схема управления(любой глюк сразу приведет к взрыву силовухи), и во вторых МК это просто медленно: пока АЦП померяет напряжение выхода и процессор посчитает как нужно изменить заполнение ШИМ — может многое измениться. А медленная стабилизация – это возможный геммор с нагрузками которые потребляют ток быстро, например другими преобразователями в составе подключенных приборов.
Обычно DC-DC с управлением от МК строят по вот такой структуре:
1. Есть силовая часть, управляемая железной аналогово-цифровой схемой;
2. Есть МК, который обеспечивает связь с ПК и управляет упомянутой выше схемой холодным способом – обычно выставляя опорное напряжение на входе ОУ.
P.S.
Относительно прямых вопросов — можно заюзать 8-битный Timer 0 и AVR'ку с даташитной частотой 20 МГц(они бывают на 16 и 20 МГц соответственно).
Упадет точность относительно 10-ти бит(256 состояний вместо 1024), но зато 20МГц/256 == 78.125 кГц для Fast PWM и 39.0625 кГц для Phase Correct PWM.
Насчет перехода на STM'ки — они содержат колоссально более мощный функционал, особенно таймера там просто конфетки.
Но есть и минус — одновременно STM32 просто пипецки более сложные, процессом программирования и чисто внутренней структурой(даташиты по 2000 страниц — это норма).
Еще очень большой минус — по ним гораздо меньше инфы в инете, меньше готовых проектиков, драйверов и т.д.
Лично я намного больше всего делал на AVR'ках чем сейчас когда перескочил на STM32. Более того – иногда до сих пор достаю AVR'ки если нужно какую-нить совсем мелочь запрогать, куда 32-бита ну никак.