Во-первых я полагаю, что этот код работает не так, как вы хотели. Или работает как вы хотели чисто случайно, ибо цикл whle(1) находится внутри while ((ADC1->ISR & ADC_ISR_ADRDY) == 0)
Во-вторых, любой вменяемый компилятор с включенной оптимизацией разместит ваши переменные в регистрах, но не все отладчики, к сожалению, умеют отслеживать переменные в регистрах. Еще сложнее, когда переменная "скачет" из регистра на стек и обратно. Поэтому в таких случаях имеет смысл пройтись по шагам дизассемблированный текст проблемного куска и понять, где в данный момент находится переменная.
Разное поведение отладчика с разными процессорами объясняется либо разными настройками оптимизации, либо немного разным кодом для ядер M0 и M3. Да и АЦП у 030 и 103 сильно разные, так что и исходный код ваш должен был сильно отличаться.
В-третьих: не знаю вашей задачи, но логика подсказывает, что для повышения точности надо измерять не 8 отсчетов одного канала и 8 отсчетов второго, а восемь раз измерить оба канала. И на STM32 такое измерение можно сделать при помощи АЦП в связке с ПДП вообще без вмешательства ядра.
