利用VHDL语言编写一段控制信号灯LED的完整代码

在VHDL（Verilog Hardware Description Language）中，我们可以编写硬件描述语言来控制数字电路，如LED灯。这里是一个简单的例子，假设我们有一个4位LED阵列，每个LED对应一个状态，通过一个8进制计数器来轮流点亮它们：

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity led_controller is
    Port ( clk : in std_logic;     -- 主时钟输入
           led_data : in std_logic_vector(3 downto 0); -- LED数据输入
           led_out : out std_logic_vector(3 downto 0) -- LED输出
    );
end led_controller;

architecture Behavioral of led_controller is
begin

-- 定义8进制计数器
component counter is
    Port ( clk : in std_logic;
           reset : in std_logic;
           count : out std_logic_vector(2 downto 0)
    );
end component;

signal cnt : std_logic_vector(2 downto 0); -- 计数器的状态

begin
    -- 连接计数器
    U_counter: counter port map (
        clk => clk,
        reset => '0',       -- 初始化计数器
        count => cnt
    );

    process(clk)
    begin
        if rising_edge(clk) then
            if cnt = "111" then
                cnt <= "000"; -- 当达到最大值时，复位计数器
            else
                cnt <= cnt + 1; -- 否则加一
            end if;
        end if;
        
        led_out <= led_data & "000"; -- 将LED数据左移并连接到未使用的位
    end process;

end Behavioral;

-- 相关问题 --
-- 1. VHDL中的哪些结构类型可以用于创建实体？
-- 2. 如何在实际系统中配置这个LED控制器？
-- 3. 如果需要增加更多的LED，如何修改此代码？

这段代码首先定义了一个名为`led_controller`的实体，然后在架构中实现了一个8位计数器来驱动LED。当计数器从000递增到111时，LED会按照输入的数据依次点亮。