Все даташиты пересматривать не надо, и лучше смотреть в мануалы. Про 32-битность таймеров есть пишут в мануалах на семейства A, B, D (может и наверняка тоже есть и у семейств С и E). Могут ли эти "32-х разрядные" таймеры capture-ть 32-х разрядные значения?
Могут, лишь бы каналов системы событий хватило.
Можно в них загружать 32-х разрядные значения для задания
периода выходного сигнала?
С этим думаю сложнее, потому что у каждого таймера свой регистр периода, хоть и буферизованный. Без остановки клока младшей части таймера думаю это сложно. Но тут надо апноту смотреть (AVR1306), я сам в таком режиме таймер не использовал - не было надобности.
Только не как 16-и разрядный предделитель и собственно 16-и разрядный делитель тактового сигнала.
Ну, таймер то составной - младшие 16 бит - предделитель, старшие - таймер.