心脏病突发性强、危险性高，是威胁人类生命健康的主要疾病之一，心电信号的精确处理与分析对提高人们的生活质量有重要意义。然而心电信号易受工频干扰、肌电干扰、基线漂移等噪声影响，易导致心电信号特征信息的识别精度和心脏病诊断结果可靠性的降低。为保证心脏病分析与诊断的顺利进行，必须对心电信号进行预处理。小波变换有良好的时频分析特性，在心电信号预处理中应用广泛，可有效抑制各种噪声。基于小波变换的心电信号预处理算法目前大多采用软件实现，但小波变换算法复杂，导致心电信号预处理实时性差。FPGA(Field－Programmable GateArray)具有超大的单芯片容量和较高的并行运算能力，为在硬件上实现复杂心电信号预处理算法提供了可能。同时，心电信号处理与分析算法的硬件实现符合人们日益增大的“在家就医，自我保健”的需求以及心电监护产品便携化、多功能化、低功耗化的发展趋势。本文对心电信号及其噪声的特点进行了深入分析，采用小波阈值去噪原理，利用小波提升结构简单，便于硬件实现的特点，提出了一种面向硬件实现的基于小波提升的心电信号预处理算法，并完成算法的FPGA结构设计，克服了通用计算机实现方式实时性差的缺点。针对以往小波阈值去噪硬件算法中使用的小波函数在相似性、对称性、消失矩等方面在一定程度上不适合心电信号去噪的缺点，本文采用db4小波，它与心电信号形状相似、小波函数近似对称、支撑长度及消失矩大小合适，可使分解后的高频系数较小，重构时可避免失真，能更好的区分信号和噪声。针对以往算法中软阈值处理方式引起估计值和信号之间存在偏差的问题，本文在软阈值基础上采用加权阈值处理方式，可有效保留P、T等特征波的有用信息。本文利用MATLAB、DSP Builder、QuartusII等软件及VHDL语言设计了基于小波提升的心电信号预处理FPGA实现系统，主要包括五个模块：心电信号发生模块、提升小波分解模块、系数处理模块、提升小波重构模块及时序控制模块。论文基于CycloneII EP2C35F672C8核心芯片对心电信号预处理系统中各个模块进行功能仿真，并完成了系统的性能验证。实验结果表明，本文设计的基于FPGA的心电信号预处理系统能得到较好的预处理效果，满足心电信号实时预处理要求，应用前景广泛。