心脏病是威胁人类健康的主要疾病之一，其重要的诊断依据就是心电图。对于心脏病患者来说，一种在家庭环境中可以实时、准确监测心脏功能，并能对典型心脏功能异常做出判断的心电监测系统是极为必要的，它不但可以为医生提供患者长时间、不同运动状态下的动态心电信息，将它作为诊断病情、制定针对性治疗方案的重要依据；还可以在患者心脏出现典型异常时立即报警，提醒患者或亲属及时采取急救措施，为就医争取宝贵时间。国内外医学实践表明，随着社会老龄化人群和心脏病患者群体的迅速增加，对心脏病的预防和保健是家庭保健中十分重要的环节。因此，面向家庭的心电实时监测系统对心脏病初期预防以及后期观察具有非常重要的意义。论文前面部分主要介绍了心电信号的基本特征心电信号检测的特殊性、制约性。论文的核心部分是根据心电信号的特殊性，完成硬件与软件的设计。硬件部分主要设计模拟电路部分和数字电路部分。模拟电路部分主要包括心电信号的采集、放大、滤波、显示等。本文选择美国TI公司的一款可编程、高性能仪表放大器AD8221作为前置放大器，并根据心电信号的微弱性和干扰性，设计多级放大电路，最终得到理想的心电信号幅值。同时通过带通滤波电路有效地取得心电信号频率集中在100Hz的信息，通过50Hz有源双T陷波电路消除市电的干扰，为后续的数字处理部分提供合适的信号。数字电路部分采用美国TI公司的低功耗16位混合信号处理器MSP430F449作为核心处理器件，利用单片机控制使得整个系统微型化、智能化。在此部分设计单片机的外围电路，包括液晶显示电路、SD卡存储电路、按键操作指示电路、电源转换电路等，使得在操作和使用上更加人性化、简便化。其中选用低功耗的点阵图形式LCD模块FYD12864-0403A液晶显示芯片进行显示；设计2*3的行列式键盘，6个按键分别实现开始、关闭、功能、选择、确认、取消的指示；电源转换芯片采用TI公司的TPS7333芯片和TPS60130芯片，两者均是低功耗的芯片，在一定程度上降低了系统功耗；为了使得患者的心电信息可以用于医生进行深层次的研究与诊断，本文设计了与上位机的对话，主要是通过RS232协议进行串行通行，采用SP3220作为RS232的驱动芯片，实现了心电信号高速、完整的传输。软件部分主要实现单片机控制部分的主程序设计以及对心电信号的处理，采用模块化设计思想实现各部分的软件设计。通过单片机的中断机制实现心电信号的模数转换、显示、存储等，心电信号的采集频率设置为200Hz，每5ms进行一次采样处理显示。心电信号含有基线漂移和50Hz工频干扰，影响了对心电信号的诊断，本文利用简单整系数带阻滤波，采用全通网路与具有相同相位延迟的梳状网路相减构成，起到了很好的抑制效果，并又采取四点平滑滤波进一步消除毛刺等影响。在QRS波检测部分，采用基于自适应的差分阈值算法，通过自适应学习不断地更新阈值，实现对心电信号的检测，此算法原理简单，并且具有很快的运算速度，能够很好的移植到单片机上进行运行。同时计算出了瞬时心率和平均心率，判断心脏活动是否正常。分析了心律失常的不同分类，并对心律失常进行了自动分析，采用以自适应为模板的决策树分析方法，全面地分析心律失常的标准，并提出了判别条件，通过对MIH/BIH心电数据库的测试，均得到了理想的检测准确率。