Микроконтроллеры AVR

Да, можно менять. "Вручную", конечно, записью в ADMUX (потому как есть контроллеры, у которых изменение канала во время идет автоматом после каждого free-running измерения). Это делается, во free-running, естественно, во время какого-то преобразования (потому как они следуют друг за дружкой). Специально оговаривается, что само изменение произойдет только после завершения текущего преобразования.Да, Ваша процедура именно такая. Пишут, что задержка между концом одного и началом другого преобразования = 1 такт.