Per applicazioni particolari dove è richiesta precisione di misura e deteminismo forse è meglio lasciar perdere Arduino uno, se non ricordo male non ha la DMA,
Usando un PIC od un ARM è possibile usare i canali DMA sia per convertitore A/D che per la comunicazione, in tal modo il microprocessore passa il 98% del tempo in sleep, questi micro supportano la lettura in loop del convertitore A/D senza utilizzo della CPU, i canali vengono letti nella sequenza programmata ed è anche possibile con alcuni micro effettuare già medie su più campionamenti.
Lo stesso vale anche per le scomunicazioni seriali; quando serve inviare i dati scritti in un buffer basta avviare il trasferimento da DMA a SERx ed il micro non viene interrotto.
IMHO