Für das grundlegende Verständnis sind Controller nicht so optimal, wer daaaaaamals mal ein Z80-System mit RAM, ROM und Peripherie selbst gelötet und dran rumgebastelt hat, ist klar im Vorteil. Dennoch: wenn Deine Dir selbst gestellte Aufgabe etwas weiter gehen würde, als eine Zahl proportional zur angelegten Spannung auf ein Display zu zaubern wäre die Motivation, dran zu bleiben auch wenn mal was nicht klappt, sicher größer. Wenn ich jetzt mal Lehrer spielen sollte, würde ich sagen: Deine Aufgabe ist zunächst, eine funktionsfähige Applikation um den PCF8591 (4 Kanal 8 bit ADC, 1 Kanal 8 bit DAC, I2C, 2.85 EUR bei Reichelt) aufzubauen. Dazu kannst Du Dir die zu messenden Größen selbst aussuchen (zB Spannung und Strom eines Akkus, während er an einer Last hängt, um dann eine Entladekurve aufzunehmen). Die Aufgabe dabei: die zu erfassenden Größen in passende Spannungen umwandeln, Routinen zur Ansteuerung des IC programmieren (der AVR soll dabei ein I2C-Master sein, ausgefeilte Fehlerbehandlung tut erst mal nicht not, Routinen gibt es in einer Appnote bei Atmel zum Selbstanpassen). Über das Wandlungsverfahren ansich hast Du dadurch nicht wirklich was gelernt, und dass Du Messgrößen, die sich schneller ändern als die halbe Frequenz mit der Du abtastest, herausfiltern musst, weisst Du dadurch auch noch nicht - vielleicht doch, aber nicht durch diesen Versuchsaufbau - das ist der genannet Urschleim.