Нештатно работает только с радиомодулем. Значит траблы электрические (плохая фильтрация питания, плохая разводка земли), или электромагнитные. Может, банально boot0 не на земле.
То, что летят случайные прерывания - это говорит о наводках на оборудование, вплоть до самопроизвольного изменения ОЗУ.
Стартап скрипты у кокоса неплохие, даже с небольшой перестраховкой, местами.
Можно радиомодуль и МК разнести на пару метров (МК заэкранировать) и посмотреть результат.