STM32F0 имеет DMA для ADC. Соответственно, все что вам нужно - это правильно настроить эту связку и запустить ADC в непрерывном режиме. ADC будет проводить измерения как можно быстрее, а DMA будет складывать эти измерения в память. Может так оказаться, что для вас это будет даже слишком быстро, ибо ADC в 12битном режиме может выдавать данные с частотой вплоть до мегагерца.

Исходя из опытов выше, возникает вопрос: а чем различаются эти два варианта подключения кириллицы к проекту?

Практически всем. На самом деле, у вас есть две сущности - ваша программа и терминал. Ваша программа читает данные из stdin и пишет в stdout/stderr. Терминал же занимается тем, что отображает данные на экран. Для вас критически важно, чтобы программа передавала данные в той кодировке, в которой их ожидает увидеть терминал.

Соотвественно, когда вы вызываете SetConsoleOutputCP(1251), вы говорите терминалу "ожидай данные в кодировке СР1251". Это плохо по нескольким причинам:

• Это чисто виндова функция. Она не переносима на другие платформы
  
• СР1251 - однобайтовая кодировка и ее лучше не использовать в 21 веке. Нужен юникод.
  
• Другие программы, работающие в этом же терминале (например echo) не знают что вы поменяли кодировку терминала. Потому вы и видите мусор.
  

Когда вы вызываете setlocale - вы говорите своей программе "возьми настройки кодировки из окружения и выдавай текст в ней". В результате вы подстраиваетесь под терминал и используете ту кодировку, в которой он работает. Скорее всего это будет юникод. В этом варианте все минусы превращаются в плюсы - это переносимо, это юникод, остальные программы будут работать нормально.

Кстати, вызывать setlocale с параметром Russian не совсем верно. Нужно использовать пустую строку -"". Интересно, что я уже второй раз вижу на тостере именно "Russian". Кажется, где-то по рунету гуляет неправильный пример.

Так как нельзя доверять любому вводу от пользователя, то по хорошему надо бы проверить не расширение и не mime (которые могут прийти любые), а собственно содержимое файла. Например - если вы ожидаете изображение jpeg - убедиться что у него есть соответствующие заголовки.