Bei den AD Wandlern gibt es auch immer ein untere sinnvolle Grenze für die Ref. Spannung - je nach AD so typisch 1-2 V. Bei zu kleiner Ref. Spannng gewinnt man nichts mehr, bzw. je nach ADC geht auch nichts mehr. Der LM35 und nur ein 8 Bit Wandler sind einfach keine so ideale Kombination. Wenn überhaupt müsste man den Messbereich besser einschränken, also etwa auf -20 bis +80 C so dass man da dann 0,5 K an Auflösung haben könnte.
Ein AVR mit (10 Bit) AD wäre schon eine Lösung: Sofern der AD nicht für was anderes gebraucht wird, könnte man auch den durchgehend laufen lassen und einfach bei Bedarf den letzten Wert ohne Wartezeit auslesen. Das Auslesen von SPI oder I2C braucht etwas Zeit, wobei SPI auch recht schnell sein kann - selbst ohne HW Unterstützung. Das I2C (bzw. TWI beim AVR) kann auch mehr als einen Sensor auslesen, ist also nicht gleich blockiert. Es braucht aber ggf. etwas Zeit und Software. Das muss aber keine echte Wartezeit sein - das geht auch IRQ gesteuert quasi im Hintergrund.
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