Ich meine, der Software UART ist schon der richtige Weg.
Als Schnittstelle zum PC könnte man auch mit einem FT 232 RL Chip eine USB Schnittstelle impementieren.
Wenn der Stromverbrauch deiner Controllerschaltung nicht zu hoch ist, kann die USB Schnittstelle auch gleich die Stromversorgung deiner Schaltung übernehmen, wenn nicht andere Gründe dagegen stehen.