12,5kHz no timer 1 por hardware poderia funcionar... :\
Com um overflow de 65000, ainda dava uns segundos. Para esta aplicacão existe uma cena nos chips da ARM que dá para ligar dois timers... ou seja, quando um dos timers passa por X liga o outro timer. E assim dá para quase automaticamente ver a velocidade (pulsos/tempo). Mas o simples arduino não faz isso.
Lembra-te que um encoder dá frequência... se arranjares um conversor de frequência para tensão podes também medir com alguma certeza a velocidade do motor.