Hola.
Las termocuplas entregan un voltaje analogico relacionado con la temperatura, asi que debes linealizarlas primero ( o compensarlas, hay unos chips para eso ) y luego amplificarlas por medio de operacionales para que el rango que elegiste de temperatura tenga relacion con un rango entre 0 y 5 voltios. Ya habiendo garantizado eso, usas el ADC del microcontrolador para asignar un valor binario ( entre 0 y 255 si trabajas a 8 bits) y con ese valor digital puedes realizar el control dentro del microcontrolador, puedes manipularlo para visualizarlo por los display ... puedes hacer muuuchas cosas con ese valor
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Si conectas directamente a cualquier pin, no habra ningun resultado diferente a un 1 logico (5 voltios) o a un 0 logico (0 voltios), con lo cual no puedes tener idea de la magnitud de la temperatura.
Saludos