С шумами я разобрался, великая наука грамотного заземления

, все управляющие цифровые сигналы запустил к аналогам через резисторы, добавил LDO, отказался от встроенного в микроконтроллер ИОН в пользу внешнего AD780, все заработало как надо.
Переделывать на 3.3 не получится, для возбуждения и измерения сигнала датчика используется +/- 12 В, да и городить новую схему, закупать детали, когда эта почти доведена - не к месту.