Hola Fran, bienvenido al foro
El tema del puerto serie, si no vas a necesitar procesar mucha cosa en el Arduino, podrías usar la librería de SoftwareSerial para crear un puerto serie adicional por software en las placas Uno, el problema es que consumo recursos. El Arduino Mega tiene 4 puertos serie, por lo que debería servirte sin problema. Aunque puede que te sirva una tercera opción, la nueva placa Arduino Leonardo tiene 2 puertos serie nativos, uno conectado al USB y otro a la placa, son independientes, por lo que sería el ideal si vas a conectarlo a un PC, placa embebida, etc.
¿Literatura? El compilador acepta C y parte de C++, por lo que cualquier libro de C general te serviría.
Por ejemplo: http://www.amazon.es/Programming-Language-Brian-W-Kernighan/dp/0131103628/ref=sr_1_sc_1?ie=UTF8&qid=1332120515&sr=8-1-spell
Si quieres algo más centrado en Arduino, pero más básico: http://www.amazon.es/Beginning-Arduino-Programming-Writing-Microcontroller/dp/1430237775/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1332120697&sr=8-1
O cualquiera de nuestra recopilación de guías: Arduino Playground - Guias
Depurar en tiempo real, un poco mal. El IDE de Arduino no soporta depuración, por lo que tienes que irte a otros IDEs para ello, además que con el nivel de abstracción que tiene Arduino se hace poco necesario y es más rápido y cómodo mandar cadenas por el puerto serie al ordenador.
Un saludo