Sí, el ADC leerá "valor máximo" mientras la entrada esté por encima del voltaje de referencia del ADC, y los diodos de sujeción del ADC interno se ocuparán de la condición de sobretensión. Lo mejor que puede hacer para reforzar sus entradas de ADC es usar abrazaderas de diodo schottky externas al riel de 3.3V y una resistencia de entrada en serie.
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Donde se calcula el valor de R1 para proteger a D1 y D2 de las corrientes de la pinza de voltaje (según la clasificación de potencia del paquete que elija) y R2 es opcional, y existe para el mismo propósito: proteger las pinzas de entrada ADC internas de corrientes de sobretensión.
Asegúrese de que la impedancia de entrada total de la señal de entrada y de R1 + R2 se mantenga dentro de las especificaciones para la entrada ADC (verifique las hojas de datos para esto).