Исходный код библиотеки    

Для наглядности я объединил хедер и сишный файл.

Пояснение к коду

На основании этих требований определяем структуру SoftTimer.

//состояния таймера - неработающий, активный, отработавший
enum StateTimer {IDLE, ACTIVE, DONE};

//структура программного таймера
typedef struct{
  unsigned int time;           //через какое время запустить
  unsigned int period;         //период повторения
  enum StateTimer state;    //текущее состояние
  void (*pFunc)(void);         //указатель на функцию
}SoftTimer;

Массив указателей на таймеры

//максимальное число таймеров
#define MAX_TIMERS  4

//число созданных таймеров
unsigned char AmountTimers = 0;

//массив указателей на таймеры
SoftTimer* SoftTimers[MAX_TIMERS];

Создание таймера

void CreateTimer(SoftTimer *CurSoftTimer, unsigned int time, unsigned int period , enum StateTimer state, void (*pFunc)(void)){
  SoftTimers[AmountTimers] = CurSoftTimer;
  CurSoftTimer->time = time;
  CurSoftTimer->period = period;
  CurSoftTimer->state = state;
  CurSoftTimer->pFunc = pFunc;
  AmountTimers++;
}

Функция опроса таймеров

   Функция опроса таймеров запускается в прерывании аппаратного таймера/счетчика

//функция проверки таймеров
void CheckTimer(void){
  for(unsigned char i = 0; i < AmountTimers; i++){
    if (SoftTimers[i]->state == ACTIVE){
      if (SoftTimers[i]->time == 0){
        SoftTimers[i]->pFunc();
        if (SoftTimers[i]->period != 0) SoftTimers[i]->time = (SoftTimers[i]->period-1);
        else SoftTimers[i]->state = DONE;
      }
      else(SoftTimers[i]->time)--;
    }
  }
}

//программирование микроконтроллеров AVR на Си
//тестовый проект с программными таймерами
//Pashgan   ChipEnable.ru

#include <ioavr.h>
#include <intrinsics.h>
#include "Timers.h"
#include "bits_macros.h"

//объявляем переменные типа SoftTimer
SoftTimer timer1;
SoftTimer timer2;
SoftTimer timer3;
SoftTimer timer4;

//расписываем функции программных таймеров
void Clk1(void){
  InvBit(PORTB, 0);
}

void Clk2(void){
  InvBit(PORTB, 1);
}

void Clk3(void){
  InvBit(PORTB, 2);
}

void Clk4(void){
  InvBit(PORTB, 3);
}

int main( void )
{
  //инициализация порта
  PORTB = 0x00;
  DDRB = 0xff;
 
  //инициализация таймера Т0 - прерывания каждую ms
  TIMSK = (1<<OCIE0);
  TCCR0=(1<<WGM01)|(0<<WGM00)|(0<<COM01)|(0<<COM00)|(0<<CS02)|(1<<CS01)|(1<<CS00);
  TCNT0 = 0;
  OCR0 = 0x7d;
 
  //инициализируем таймеры
  CreateTimer(&timer1, 0, 1, ACTIVE, Clk1);
  CreateTimer(&timer2, 0, 2, ACTIVE, Clk2);
  CreateTimer(&timer3, 0, 3, ACTIVE, Clk3);
  CreateTimer(&timer4, 0, 4, ACTIVE, Clk4);
 
   //разрешаем прерывания и тупим в цикле
  __enable_interrupt();
  while(1);
  return 0;
}

Заключение

   Алгоритм, конечно, расточительный. Во-первых в прерывании запускается функция. Во-вторых перебор таймеров происходит последовательно - чем больше программных таймеров, тем больше времени это займет. В-третьих функции программных таймеров тоже запускаются в прерывании. Как можно оптимизировать? Не использовать много таймеров. Сделать функцию CheckTimer встраиваемой. Период работы аппаратного таймера выбрать большим. Функции программных таймеров сделать короткими. 

Файлы

Проект для IARа.   Проект для WINAVR.