Переменный резистор вещь непостоянная, его сопротивление зависит от температуры и вибрации . Потом напряжение на этот резистор подаётся с какого-то источника - там тоже не бывает идеальных вариантов, либо спуры, либо шумы , либо уровень плывёт. Постучите рукой по столу на котором лежит ваш переменник и посмотрите на результаты измерений. Они должны будут сильно изменится . Вибрации окружают нас постоянно.
Есть ещё референсный уровень на АЦП , для надёжности такой уровень заводят на АЦП со специальных высокостабильных линейных преобразователей, ну а вы могли этот уровень взять просто с питания, что сильно влияет на точность измерений.
По второму вопросу всё просто - И микроконтроллер и его АЦП ножка микроконтроллера сидят на одном питании, когда вы меняете состояние ножек микроконтроллера это влияние ввиде помех будет сказываться на напряжениях питания/референсном и так попадать в результаты измерений. Ещё бывает ВЧ помехи могут пролазить на вход АЦП, особенно если у него высокоомный вход и его источник тоже высокоомный, а разводка печатной платы сделана так себе, с плохой землёй, пересечениями разных сигналов и прочее.
Прочее - это если по питанию не хватает ёмкости или количества блокировочных конденсаторов.
