如何用verilog写一个16位寄存器对7取模余数的状态机

以下是一个简单的Verilog代码，实现了一个16位寄存器对7取模余数的状态机：

module mod7_state_machine(
    input clk,
    input reset,
    input [15:0] data_in,
    output reg [2:0] remainder,
    output reg done
);

reg [15:0] reg_data;
reg [2:0] state;

parameter IDLE = 3'b000;
parameter SHIFT = 3'b001;
parameter CALC = 3'b010;
parameter OUTPUT = 3'b011;
parameter FINISH = 3'b100;

always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        state <= IDLE;
        reg_data <= 16'b0;
        remainder <= 3'b0;
        done <= 1'b0;
    end else begin
        case (state)
            IDLE: begin
                reg_data <= data_in;
                state <= SHIFT;
            end
            SHIFT: begin
                reg_data <= {reg_data[14:0], reg_data[15]};
                state <= CALC;
            end
            CALC: begin
                if (reg_data[15:3] >= 3'b111) begin
                    reg_data <= reg_data + 3'b110;
                    remainder <= reg_data[2:0];
                end else begin
                    remainder <= reg_data[2:0];
                end
                state <= OUTPUT;
            end
            OUTPUT: begin
                done <= 1'b1;
                state <= FINISH;
            end
            FINISH: begin
                state <= IDLE;
            end
        endcase
    end
end

endmodule

该状态机包含5个状态，分别为IDLE、SHIFT、CALC、OUTPUT和FINISH。在IDLE状态下，输入数据被存储到寄存器中，并进入SHIFT状态。在SHIFT状态下，寄存器中的数据左移一位，并进入CALC状态。在CALC状态下，如果寄存器中的高三位大于等于7，则减去7并更新余数；否则只更新余数。然后进入OUTPUT状态，输出done信号表示计算完成，并进入FINISH状态。在FINISH状态下，状态机返回到IDLE状态等待新的输入数据。