Du brauchst Zufallswerte - das bekommste zum Beispiel mit nem Timer und einer Warteschleife hin, aber ich würde dir etwas mehr Hardware empfehlen: nimm eine Zenerdiode und betreibe diese bei einem zu niedrigen Strom - fertig ist dein Zufallsgenerator.

Alles weitere kommt immer auf deinen PWM-Takt und dadurch deine Auflösung an.

Nehmen wir mal an, dass du eine Auflösung von 8 Bit hast, dann wäre 1010000 ca. 60% und 11111111 wären 100%. Du musst also nur zwischen 60% und 100% umschalten, also: Portpin mit der Zenerdiode gesetzt -> 60%, sonst 100%.
Über ein Poti kannst du den Strom zur Zenerdiode regeln und damit auch die Zufallsverteilung, d.h. wie oft die LED im Mittel auf 60% sein soll.

Ansonsten kannst du natürlich auch einen Softwarezufallsgenerator bauen - Google liefert dir da die passenden Algorithmen, aber eine Zenerdiode find ich zumindest "stylischer"

MfG
Stefan