Fala Legend,
É como o mmoscz falou.O led não tá nem aí de ficar piscando, considerado normal

Se precisar realmente de uma saída DC analógica (voltagem real constante e não pulsos), você pode usar um filtro de passa baixa na saída do PWM.
Veja:
http://professores.unisanta.br/isfarias/Materia/Sistemas%20de%20Comunicacao%20I/Laboratorio2.pdfhttp://www2.eletronica.org/hack-s-dicas/considere-um-sinal-pwm/Detalhes que o clock de PWM padrão do Arduino não é bom pra isso, o que pode ser "consertado" alterando o clock de PWM programando alguns interrupts do Arduino.
Outra forma pra converter digital->analógico é uma rede R 2R:
http://www.paulotrentin.com.br/eletronica/conversor-dac-atraves-da-rede-de-escada-r2r/ Nesse caso não se usa o PWM mas sim várias saídas digitais ou então, uma rede dessas conectada às saídas de um shift register por exemplo.
Tem alguns chips que fazem isto pra você, procure por "DAC"
Valeu !