Не совсем...
Суть в том, что у меня уже используется прерывание для генерации ШИМ сигнала.
Думаю, к этому прерыванию привязаться.

Вот часть кода. Но что-то я пока не могу нормально согласовать процесс "отправил запрос от контроллера - получил ответ от ПК".

Колдую.

PHP код:
void AmpsRemoteContorl()
{
  
Serial.write(1);
  
incomingByte Serial.read();
  
remoteOn = (incomingByte == 33);
  if (
remoteOndigitalWrite(remotePinHIGH); else digitalWrite(remotePinLOW);
  
incomingByte 0;
//обработчик вашего прерывания

//****************обработчик прерывания******************** 
ISR(TIMER2_OVF_vect)  

    
TCNT2 tcnt2;
    
remoteCount++;
    if (
remoteCount == 1000)
    {
      
remoteCount 0;
      
AmpsRemoteContorl();
    }