随着电子技术、计算机技术水平的不断提高，便携式γ能谱仪正朝着数字化方向发展。伴随着性能更加优良的微处理器的出现，也为嵌入式实时操作系统在便携式γ能谱仪中的应用提供了条件。便携式数字化γ能谱仪是嵌入式系统与算法的结合体，本论文在数字多道主板的基础上，另行设计了主控电路，搭建了FPGA+双MCU的谱仪硬件平台，并将嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅲ应用于系统软件开发中，设计了多任务结构的γ能谱仪系统软件。　　本文首先对经过梯形（三角形）滤波成形后的数字核信号进行了研究，提出了一种堆积脉冲自动识别与分离方法，在保证能量分辨率的前提下，提高了计数率，这有利于便携式数字化γ能谱仪应用于高放场合。其次，进行了γ射线仪器谱解析算法的设计。使用重心法进行γ谱数据光滑;使用对称零面积法进行寻峰以及重叠峰的识别。在进行本底扣除时，采用了SNIP方法。在求解净峰面积时，对常用的高斯函数拟合法进行了分析，发现该方法噪声敏感性较强，因此本论文对其进行了改进，增加了权重因子，提出了高斯函数加权拟合法，该方法降低了噪声敏感性;本论文对重峰的分解以及拟合方法也进行了研究，使用了高斯-牛顿拟合法，该方法迭代速度快，计算量小，能较快的得到拟合结果。然后，在硬件上，设计了基于32位STM32F103ZET6的主控电路，该电路与数字多道主板连接，构成γ能谱仪的硬件平台。主控电路一方面控制数字多道主板进行信号采集，获得γ射线仪器;另一方面为编写系统软件提供了条件。最后，将μC/OS-Ⅲ移植到了STM32F103ZET6中，并基于此，编写了γ能谱仪系统软件。在进行软件架构设计时，设计了用户界面层、软件功能层以及γ谱分析算法层三个层。在具体实现时，将软件功能层设计为6个任务，将用户界面层、γ谱分析算法层分别设计为一个函数库，供软件功能层调用。使用μC/OS-Ⅲ提高了系统软件的稳定性，任务管理也比较方便，也充分发挥了32位STM32F103ZET6的性能。