die internen Pull-Ups sind absolute Schätzeisen und nur da um dir für I2C oder andere LowActive High Impedance Signale den externen PullUp zu schenken

Da UART aber PushPull macht, kannst du darauf gut verzichten.

Das Erlebnis mit den Sägezähnen sollte bei Push Pull ebenfalls extrem minimal ins Gewischt fallen (Am Oszi mag man eine minimale Verscheleifung sehen aber sonst sollte das keinen Einfluss haben)

Was Pegelwandler angeht, ich habe hier einen ganz simplen Chip, einen 74HCT132E, das ist ein 4 NAND-Gate mit Schmitt Trigger Eingängen. So kann man zumindest sauber und in deutlich höherer Frequenz im Vergleich zu einer Transistorstufe von 3V auf 5V umsetzen ohne Verschleifung (Ich habe es mit einem Oszilloskop vermessen und treibe die Daten-/Clockleitung meiner 5V APA102 @4MHz von einem ATXMega bei 3.3V aus an, dank der 2 Extra Gates sogar mit Enable und ohne Invertierung)

Chips aus der 74er Reihe mit Schmitttriggern gibt es viele und vielleicht auch Varianten mit 2 Richtungen bzw. Spannungsstufen, die kosten i.d.R. auch nicht viel und gibt es meist sogar noch im Breadboard freundlichem PDIP Gehäuse