Da RTS aus dem Plasma an den PC gesendet wird und CTS scheinbar nicht gebraucht wird, braucht der RTS Pin auch nicht belegt sein.
Wenn es mit der offenen RTS Leitung nicht ging, lag es nicht am Plasma sondern am Terminalprogramm, welches als Flussteuerung RTS / CTS verwendet und ohne RTS Beschaltung die Daten gar nicht sendet da Empfänger nicht bereit.
Wenn der RTS Pin nicht beschaltet ist, darf im Terminalprogramm KEINE Flussteuerung aktiv sein.

Hast Du mal getestet, ob die AVR Daten im Terminal empfangen werden?
Stimmen die Timings? Schickst du auch ggf. aus dem µC das CR mit?